Billie Joe Armstrong wurde am 17. Februar 1972 in Kalifornien geboren. Er war jüngstes von 6 Kindern. Sein Vater, Andy, war LKW-Fahrer und spielte als Drummer in einer Jazzband und seine Mutter Ollie war Kellnerin in einem Restaurant namens Rod's Hickory Pit. Durch Freunde der Familie, die eine private kleine Record Company hatten namens Fiat Records, nahm BJ schon im Alter von 5 seinen ersten Song auf, "Look For Love", der vom Inhaber von Fiat Records selbst geschrieben wurde. Daraufhin reiste er mit seinem Vater am Schlagzeug durch Krankenhäuser, um dort vor den Leuten zu singen. Als er 10 Jahre alt war, starb sein Papa an Speiseröhrenkrebs, der schon im ganzen Körper gestreut hatte. Um die Familie ernähren zu können, arbeitete die Mutter härter. Mit 11 Jahren erhielt BJ seine erste elektrische Gitarre und war nicht mehr davon wegzukriegen. Es war eine blaue Fernandes Stratocaster, die Billie "Blue" taufte. Bis heute existiert "Blue" und es gibt zahlreiche Nachbauten von ihr, auf denen BJ immer noch spielt. Zwei Jahre nach dem Tod von BJs Vater heiratete seine Mutter einen neuen Mann, den BJ und seine Geschwister hassten. Billies erster Song "Why Do You Want Him?", den er im Alter von 14 schrieb, handelt von diesem Mann und seiner Mutter.

Billie Joe und Mike Dirnt befreundeten sich im Alter von 10 Jahren und schliefen oft beieinander. Dabei spielten sie zusammen alte Heavy Metal Songs von z.B. Ozzy Osbourne, Deff Leppard oder auch von Van Halen. Als Billie und Mike 15 waren, formten sie mit John Kiffmeyer eine Punkband und nannten sich "Sweet Children". Mike, der erfuhr, dass er von seinen Eltern nur adoptiert wurde, zog zu Billie und die beiden arbeiteten als Helfer in Rod's Hickory Pit, wo sie dann auch den ersten Auftritt mit ihrer Band hatten. Einen Tag vor BJs 18. Geburtstag brach er die Schule ab, um sich ganz der Band zu widmen, denn Musik spielen war das, was er sein Leben lang machen wollte. Während dieser Zeit hatte er den Spitznamen "Two Dollar Bill", weil er Joints für 2 Dollar verkaufte.

1990 verließ John Kiffmeyer die Band, um aufs Kollege zu gehen. Billie Joe und Mike mussten jetzt einen neuen Drummer finden und stießen auf Tré Cool, der in den Lookouts! spielte. Die 3 tourten durch das Land im alten Van von Tré's Vater, der auch Fahrer war. Sie schliefen bei Freunden und bald nannte sich die Band in Green Day um. Zu dieser Zeit traf Billie auch zum ersten mal seine zukünftige Ehefrau Adrienne Nesser, die jedoch weit weg wohnte. Billie schrieb, als er wieder zu Hause war, den Song "2000 Light Years Away", der eben davon handelte, dass Adrienne so weit weg wohnte. Diese verlobte sich in der Zeit mit einem anderen Mann, es kam jedoch nie zur Hochzeit. Green Day starteten eine neue Tour, damit Billie Adrienne wiedersehen konnte und schon 1994 heirateten die beiden in einer 5-Minuten-Zeremonie. Nur 2 Tage später fand Adrienne raus, dass sie schwanger war. Ihr erster Sohn Joseph Marciano wurde im März 1995 geboren und 3 Jahre später, am 12. September 1998, kam ein weiterer Sohn zur Familie, Jakob Danger.

Die Familie lebt heute in Berkley, California.