Willa Holland se narodila v Los Angeles, její otec se jmenuje Keith Holland a pracuje jako kameraman, matka se jmenuje Darnell Gregorio-De Palma a pracuje jako herečka (má na kontě jen pár rolí, nic velkého např.:Tarzan in Manhattan(TV)). Příjmení matky De Palma má po svém současném manželovi a výborném režisérovi jménem Brian De Palma (Scarface, Mission: Impossible,..). Willa má dvě sestry Briannu a Piper. Počátek dětství prožila v Londýně.