Cerletti era il secondo di tre figli: il fratello, Aldo, era di due anni più grande di lui, mentre la sorella, Olga, era nata nel 1882. La sua famiglia apparteva all'alta borghesia. La madre, Margherita Pizzala, era figlia di un industriale lombardo. Nel 1886 la famiglia Cerletti si trasferì a Roma, dove Ugo dapprima frequentò l'istituto Massimo e poi si iscrisse al Liceo Classico Visconti.