Ông sinh năm 746[2] dưới thời Đường Huyền Tông (712 - 756), nguyên quán ở vùng U châu[3], nhiều đời tổ tiên phục vụ cho triều đình nhà Đường, gồm cả tằng tổ Chu Lợi và tổ phụ Chu Tư Minh. Phụ thân ông là Chu Hoài Khuê[4], từng phục vụ dưới quyền Tiết độ sứ Phạm Dương Bùi Khoan, về sau đi theo An Lộc Sơn và Sử Tư Minh phản nhà Đường, trở thành tướng lĩnh nhà Đại Yên, dưới trướng của Lý Hoài Tiên. Khi loạn An Sử sắp bị dẹp, Lý Hoài Tiên đầu hàng nhà Đường nên được bổ làm tiết độ sứ mới ở Phạm Dương, lúc này đổi tên thành Lư Long. Chu Hoài Khuê được giữ chức Thứ sử Kế châu[5] rồi qua đời năm 766[4]. Thao cùng anh là Chu Thử theo lệ phụ ấm, đều được bổ dụng làm tướng dưới quyền Lý Hoài Tiên.