Bùi Mạnh Khoa sinh ngày 2 tháng 6 năm 1972 tại xã Ngọc Trạo, huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa. Ông là người dân tộc Mường,[1] lớn lên và tốt nghiệp phổ thông 12/12, theo học đại học ở Hà Nội và tốt nghiệp Cử nhân Luật, sau đó tiếp tục học cao học và nhận bằng Thạc sĩ Luật. Ông được kết nạp Đảng Cộng sản Việt Nam vào ngày 18 tháng 1 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.[2]