Nghệ sĩ Kim Cương có tên họ đầy đủ là Nguyễn Thị Kim Cương. Theo soạn giả Nguyễn Phương, bà sinh ngày 25 tháng 1 năm 1937, tại Cửa Thượng Tứ, thành phố Huế.[2] Thân phụ của bà là ông Nguyễn Phước Cương[3][4] thuộc dòng dõi hoàng đế Thành Thái, ông Cương vốn là bầu gánh hát Đại Phước Cương, và thân mẫu của bà là nghệ sĩ Nhân dân Bảy Nam. Bà có người anh ruột là danh hài Ngọc Trai và em gái ruột tên là Kim Quang.

Sinh ra trong gia đình nghệ thuật, bà cố, bà nội và cha ruột đều làm bầu gánh, bên mẹ có 11 người cậu dì thì 4 người nổi danh là Năm Phỉ, Bảy Nam, Chín Bia, Mười Truyền, bà đến với sân khấu từ lúc mới sinh được 18 ngày tuổi trong vai con của Quan Âm Thị Kính. Với "vai diễn" đầu đời này, bà được vinh hạnh "diễn" trong dịp mừng thất tuần của Đức Tiên Cung Dương Thị Thục - mẹ của Vua Khải Định với "đạo cụ" là một bình sữa.[5][2]