Troian Bellisario é filha do famoso produtor de televisão Donald Bellisario e da atriz Deborah Pratt. Ela é irmã de Nicholas Bellisario, e meia-irmã de Michael Bellisario, David Bellisario, Julie B. Watson. O ator Sean Murray e o produtor Chad W. Murray são seus irmãos por consideração, ou seja adotivos. Troian frequentou a Universidade do Sul da Califórnia, graduando-se como BFA no teatro em 2009. Tem ascendência afro-americana, inglesa, italiana e sérvia. Além da língua inglesa, Bellisario é fluente em francês. Atualmente está casada com o ator Patrick J. Adams.

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