Hija ilegítima, su madre fue Elena Carvajal Castro, y su padre, presuntamente el abogado Andrés Venegas, quien llegó a ocupar la secretaría del Congreso en 1888.1

Existe confusión sobre su año de nacimiento y a menudo se da 1888 en lugar del correcto 1887; esto se debe, como bien lo ha explicado Joaquín Fernández, a que la primera fecha "probablemente la han tomado los autores del pasaporte que Carmen Lyra sacó en 1920 con motivo de un viaje a Europa", copia del cual reproducen "Luisa González y Carlos Luis Sáenz en la página 15 de la biografía que ellos escribieron sobre Carmen Lyra" y que "publicó el Ministerio de Cultura, Juventud y Deportes en 1972".2

También aparece su nombre verdadero con diferentes segundos apellidos, a veces Carvajal Castro,3 repitiendo los de su madre, o a veces, Carvajal Quesada, es decir, tomando como segundo el de su padrastro.4

Nació Marisabel, como le decían de niña, en una casa de adobe del barrio Amón, y sus estudios primarios..