Sua mãe morreu quando tinha apenas nove anos de idade, e seu pai quando completava dez anos. Desde então, foi criado pelo irmão mais velho, Christoph, que trabalhava como organista em Ohrdruf, cidade onde passaria então a morar.

Sempre interessado em aprender mais, Sebastian não poupou esforços para decifrar os segredos da arte musical. Para aperfeiçoar seus conhecimentos, Bach precisava de um livro que o irmão guardava a sete chaves. Argumentou o quanto pode, mas o irmão permaneceu intransigente, proibindo Johann de utilizar seu livro. Para contornar o problema, ele resolveu copiar o livro à mão. Todas as noites, após todos se deitarem, Sebastian pegava o livro de música e varava madrugadas estudando. Como não podia acender velas para não chamar a atenção do irmão, por muito tempo estudou tendo como única claridade a luz da lua. Esse esforço certamente contribuiu para os problemas de visão que o acometeriam mais tarde.