Детство Вайнона Лора Хоровиц родилась в округе Олмстед, штат Миннесота, и была названа в честь соседнего города Вайноны (Winona). Родители Вайноны были представителями культурного андеграунда: отец, Майкл Хоровиц, писатель и редактор, увлекался психоделической литературой, а мама, Синтия Хоровиц, также занималась литературной деятельностью и исповедовала буддизм. Когда будущей актрисе было семь лет, ее семья переехала в коммуну хиппи, где проживало семь семей и паслись лошади, не было электричества и телевизора. Поэтому одним из доступных развлечений было чтение книг (любимой книгой Вайноны был роман «Над пропастью во ржи» Джерома Сэлинджера). Когда Вайноне было 10, ее семья переехала в город Петалуму, штат Калифорния. В школе будущую актрису за ее угловатую внешность и короткую стрижку приняли за мальчика и избили, после чего родители решили оставить дочь на домашнем обучении. В 12 лет Вайнона начала посещать актерские курсы в Американском театре-консерватории в Сан-Франциско.