ناتان فیلیون در ۲۷ مارس ۱۹۷۱ در شهر ادمونتون، آلبرتا، کانادا متولد شد. او فرزند کوکی (اِرلی) و باب فیلیون است که هر دو معلم بازنشسته زبان انگلیسی هستند و یک برادر بزرگتر به نام جف دارد. پدرش تبار فرانسوی-کانادایی دارد و مادرش اصالت انگلیسی، آلمانی، فنلاندی و نروژی دارد. او در کانادا در دبیرستان کاتولیک هولی ترینیتی، کالج دانشگاه کنکوردیا آلبرتا و دانشگاه آلبرتا تحصیل کرد. فیلیون پیش از مهاجرت به نیویورک در سال ۱۹۹۴، در تئاتر بداهه فعالیت داشت و در گروههایی مانند رپید فایر تئاتر و نمایش بداهه «دی-نستی» حضور پیدا کرد. او همچنین در فیلم تلویزیونی «محنت در قطب شمال» (۱۹۹۳) با بازی ریچارد چمبرلین و فیلم «غریب و ثروتمند» (۱۹۹۴) ایفای نقش کرد.
