Babası Zafer Ortaçgil askeri tıp doktoruydu. Annesi Nesrin Hanım ise ev hanımıydı. 1953’te kardeşi Ercüment, 1961’de ise kız kardeşi Bahar doğdu. İlkokula Ankara’da başladı ve daha sonra İstanbul’a taşındı. İstanbul Sultanahmet İlkokulu’nu bitirdi. Ortaokul ve liseyi Kadıköy Maarif Koleji (Kadıköy Anadolu Lisesi)’nde okuduktan sonra İstanbul Üniversitesi Kimya Fakültesi’ni kazandı. Müzikle tanışması lise yıllarına dayanıyordu. Bülent Ortaçgil, Maarif Koleji’nde aralarında Mazhar Alanson’un da bulunduğu sınıf arkadaşlarıyla beraber gitar çalmaya başladı. İlk gitarını eniştesi almıştı. Kendi aralarında bazı gruplar kurdular. Farklı farklı isimlerle amatör müzik yapan bu gruplardan birisi de Damlalar ismini taşıyordu.
Grupta davul çalan Ortaçgil, “House of the Rising Sun”, “I Dig Rock’n’Roll Music” gibi şarkıları yorumluyorlardı. Dönemde ünü yakalayan The Beatles’tan çok etkilenen Ortaçgil, müzik çalışmalarına hız verdi ve okul konserlerinin yanı sıra Milliyet Gazetesi Liselerarası Müzik Yarışması’na katıldı. Ancak kendi besteleri jurideki Şerif Yüzbaşıoğlu tarafından hiç beğenilmedi. Daha sonra gitara geçen Ortaçgil bu sefer yanına bas gitarda Ahmet Güvenç, klavyede Galip Boransu, gitar ve vokalde Mustafa Hunca’yı alıp Filozoflar grubunu kurdu. Bu grupla gazinolarda da konserler verdiler ancak lise mezuniyetiyle grup dağıldı.
Lise yıllarında müzik dışında tiyatroya da merak sardı. Liselerarası bir tiyatro yarışmasında Turgut Özakman’ın “Güneşte On Kişi” oyununu oynadı ve en iyi yardımcı oyuncu ödülünü kazandı. Aynı yarışmada en iyi oyuncu ödülünü de Rutkay Aziz almıştı. Tiyatro ve müzik dışında Ortaçgil, atletizme de meraklıydı.