Според повечето източници, Васил Иванов Кунчев е роден на 18 юли 1837 година в Карлово. Но по-нови изследвания показват, че датата му на раждане е 18 юли 1840 година. Той е син на Иван Кунчев Иванов и Гина Василева Караиванова и има четири братя и сестри - Христо, Петър, Яна и Марийка.
Дядото на Левски от бащина страна е син или племенник на Тудур Кръстилов, преписвач на "История славянобългарска", който проследява своето потекло до Драгой, "спахия" в Кочмаларе през началото на XVII век. Баща му, Иван Кунчев (1808 – 1851), е роден в село Кочмаларе (днес Отец Паисиево) и се премества във Войнягово като дете, а по-късно се установява в Карлово. Той е активен и образован занаятчия, който се занимава с бояджийство и гайтанджийство. Семейството му изпада в материална трудност, а след това е разорено поради неуспешно поръчителство и нелоялност от страна на бизнес партньор. Майка му, Гина Василева Караиванова-Кунчева (вероятно 1810 – 1878), е преселник от Сопот, а баща ѝ Васил е бил златар.
Васил Левски първоначално посещава килийното училище в Карлово за една година (1845). След това продължава образованието си във взаимно училище в Карлово (1846 – 1849) и паралелно с това учи занаята кафтанджийство при Стоян Грамът. През 1851 година, след продължително боледуване, умира баща му, както и по-малката му сестра Мария. Братята и сестрите му - Христо, Петър и Яна, остават да се грижат за семейството. На 14 години, Васил започва да учи занаята абаджийство.