Bùi Hoài Sơn sinh ngày 24 tháng 10 năm 1975 tại xã Bản Nguyên, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ. Ông lớn lên và tốt nghiệp phổ thông ở Phú Thọ, thi đỗ Trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn, Đại học Quốc gia Hà Nội năm 1992, theo học và tốt nghiệp Cử nhân Xã hội học vào năm 1996. Tháng 9 năm 2001, ông sang Vương quốc Anh để học cao học ở Đại học Bắc London, tốt nghiệp Thạc sĩ Quản lý di sản và nghệ thuật vào tháng 8 năm 2002.[1] Sau đó, ông là nghiên cứu sinh chuyên ngành quản lý văn hoá ở Viện Văn hóa Nghệ thuật Quốc gia Việt Nam, bảo vệ thành công luận án tiến sĩ đề tài "Quản lý lễ hội của người Việt ở châu thổ Bắc Bộ từ năm 1945 đến nay", trở thành Tiến sĩ Văn hóa vào năm 2007.[2] Ông được kết nạp Đảng Cộng sản Việt Nam vào ngày 25 tháng 5 năm 2001, trở thành đảng viên chính thức sau đó 1 năm, từng theo học các khóa chính trị ở Học viện Chính trị Quốc gia Hồ Chí Minh và tốt nghiệp Cao cấp lý luận chính trị. Hiện ông thường trú ở phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, thành phố Hà Nội.[3]