Nathan James Sykes naît le et grandit à Gloucester avec sa mère, professeur de musique, et sa sœur Jessica.
Il commence à chanter et se produire sur scène à l'âge de six ans. Nathan est scolarisé à la Longlevens Junior School, puis reçoit une bourse d'études afin d'étudier à la Sylvia Young Theatre School à Londres avant de retourner à la Ribston Hall High School(en).
Malgré cela, il continue de se produire en tant que jeune chanteur, remportant diverses compétitions telles que le « Britney Spears's Karaoke Kriminals » en 2003 ou encore « The Cheltenham Competitive Festival of Dramatic Art » la même année. Il fait une apparition dans l'émissionMinistry of Mayhem sur la chaîne anglaise ITV en 2004, et remporte le « Door Youth Project's Undiscovered Youth Talent Contest » qui se tient à Stroud dans le Gloucestershire en interprétant Mack the Knife[1].