Сальма родилась в городе Коацакоалькос, штат Веракрус, Мексика. Она дочь Дианы Хименес Медины, оперной певицы испанского происхождения, и Сами Хайека Домингеса, управляющего нефтяной компанией ливанского происхождения, который однажды баллотировался в мэры Коацакоалькоса. Её имя, Сальма, (производное от мужского имени Салим) происходит от арабского слова «salima», что означает «мир, безопасность, здоровье». Она воспитывалась в обеспеченной набожной семье и в двенадцатилетнем возрасте была отправлена на обучение в католическую школу-интернат для девочек в Луизиане. В то время, пока Сальма находилась там, врачи поставили ей диагноз — дислексия.
После ухода из школы из-за проблем с поведением Сальма ненадолго вернулась в Мексику, а вскоре переехала в Хьюстон, США, где до 17 лет жила с тётей. Затем она поступила в Ибероамериканский университет в Мехико, где изучала международные отношения. Сальма решила стать актрисой, посмотрев в кинотеатре фильм «Вилли Вонка и шоколадная фабрика».