Bạch Đông Ôn sinh năm Tân Mùi 1811, quê ở xã Lạc Tràng, Kim Bảng cũ, nay thuộc phường Quang Trung, Thành phố Phủ lý.[1][2] Ông là con trai trưởng của cụ Bạch Quốc Bính.

Sinh thời, ông học rất thông minh. Ông thi đỗ Cử nhân khoa Giáp Ngọ (1834 - 24 tuổi), năm 25 tuổi đỗ Đệ nhị giáp Tiến sỹ xuất thân (Hoàng Giáp) khoa Ất Mùi, niên hiệu Minh Mệnh thứ 16 (1835).