Nguyễn Duy Thức người xã Vọng Nguyệt, huyện Yên Phong, trấn Kinh Bắc, nay là thôn Vọng Nguyệt, xã Tam Giang, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh. Ông là con trai trưởng của cụ Kiều Nhạc Hầu Nguyễn Đoát. Nguyễn Duy Thức sinh ngày 23 tháng 11 năm Giáp Dần (1734), mất năm Nhâm Dần (1782), thọ 49 tuổi.

Bia niên hiệu Cảnh Hưng thứ 24 (1763) hiện đặt tại Văn Miếu - Quốc Tử Giám ghi tên Tiến sĩ Nguyễn Duy Thức. Sinh trưởng trong một gia đình có truyền thống Nho học, thân phụ ông vốn dòng Nho giáo, rất chăm chỉ học hành, theo đuổi nghiệp khoa cử. Ngay từ khi còn nhỏ, Nguyễn Duy Thức được cha kèm cặp, dạy dỗ nên nổi tiếng thông minh. 5 tuổi, Nguyễn Duy Thức đã biết đọc sách, 7, 8 tuổi đã thông kinh, sử. Khi đó, mọi người đều coi ông như là Thần đồng...