单依纯出生在浙江省金华市的一个普通家庭，父母早早离异，她被奶奶和母亲轮流带大。

母亲单梅芳是越剧发烧友。单依纯从小耳濡目染，也对音乐产生浓厚的兴趣，并展现出过人的天赋。据单依纯的母亲说，单依纯还在喝奶的年纪，就能哼出越剧的音调，让她大为惊喜。

为了支持女儿，单依纯三年级的时候，母亲便将她送去学习声乐。六年级，单依纯被选出录制学校校歌《山里的阳光》。此后，她便常常出现在少儿歌唱赛中。

初中时，适逢线上唱歌软件火热，单依纯开始在这些软件上练习并发布日常训练作品，靠着翻唱，她在平台上积累了第一波粉丝。

2018年，单依纯第一次出现在选秀节目中。那时，湖南卫视节目《我想和你唱》发起了和李健同框合唱的视频征集，单依纯从150万的观众中脱颖而出，参与了节目录制，并和李健合唱了一首《绒花》。