Công Tôn Toản có tên tự là Bá Khuê (伯珪), người huyện Lệnh Chi, quận Liêu Tây.[1] Ông xuất thân trong gia đình quyền quý nhưng mẹ ông lại vốn xuất thân hàn vi. Ông có dáng vóc cao lớn, giọng nói sang sảng, thông minh tài trí.

Thời trẻ Công Tôn Toản làm chức lại nhỏ trong quận. Mỗi lần báo cáo ông đều nói năng rõ ràng, thẳng thắn bộc trực nên được Hầu thái thú quý mến và gả con gái cho. Sau đó ông được Hầu thái thú đưa đến núi Câu Thị theo học Lư Thực. Cùng học với ông có Lưu Bị ở Trác quận, người sau này trở thành vua nước Thục Hán. Hai người kết bạn với nhau.