Momoa je rođen u Honoluluu na Havajima , kao sin Josepha Momoe, slikara, i Coni Lemke, fotografkinje. Šest mjeseci nakon njegovog rođenja, roditelji su mu se razveli, a Momoa se s majkom preselio u Norwalk, Iowa , gdje je završio osnovnu i srednju školu. Američki međunarodni modni dizajner japanskog podrijetla Takeo Kobayashi otkrio je Momou, koji je tada imao 19 godina, i potaknuo ga da se bavi manekenstvom. Momoa je kratko radio u toj industriji prije nego što je dobio svoju prvu glumačku ulogu, kao mladi spasilac u televizijskoj seriji Baywatch: Hawai.