Mary Elizabeth Winstead (28 de novembro de 1984), em Rocky Mount, Carolina do Norte, filha de Betty Lou (nascida Knight) e James Ronald Winstead, e é a mais nova de cinco irmãos. Seu avô era primo da atriz Ava Gardner. Quando ela tinha cinco anos, sua família mudou-se para Sandy, Utah. Ela frequentou o Peruvian Park Elementary, onde teve aulas avançadas. Ela estudou dança no programa de verão do Joffrey Ballet em Chicago e cantou no International Children's Choir. Durante sua juventude, Winstead inicialmente esperava seguir a carreira de bailarina e apareceu em produções de balé locais. Quando ela entrou na adolescência, ela foi forçada a abandonar o balé devido à sua altura. Mais tarde, ela afirmou: "Percebi bem cedo que já era muito alta aos 13 anos ... você sabe, seu corpo tem que permanecer assim por toda a vida e é muito difícil para seus músculos e ossos . " Percebendo que uma carreira de dança era improvável, Winstead passou a atuar. Como ela ainda era uma adolescente na época, isso exigia que ela estudasse em casa durante a maior parte do ensino médio.
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