Kiến Phúc sinh vào ngày 2 tháng giêng năm Kỷ Tỵ (12 tháng 2 năm 1869) tại Huế, là con thứ ba của Kiên quốc công Nguyễn Phúc Hồng Cai (em ruột vua Tự Đức, sau tôn là Thuần Nghị Kiên Thái vương) và bà phủ thiếp Bùi Thị Thanh. Húy của ông là Nguyễn Phúc Ưng Đăng (阮福膺登), lên ngôi lấy tên là Nguyễn Phúc Hạo (阮福昊), tự Dưỡng Thiện.[1]

Vì bác ruột của Ưng Đăng tức vua Tự Đức không thể có con, nên đã nhận ba người cháu làm con nuôi: Nguyễn Phúc Ưng Ái (sau là vua Dục Đức), Nguyễn Phúc Ưng Kỷ và Nguyễn Phúc Ưng Đăng, trong đó Ưng Kỷ (sau là vua Đồng Khánh) và Ưng Đăng là anh em ruột, đều là con của Kiên quốc công và phủ thiếp họ Bùi. Theo Quốc triều sử toát yếu thì Ưng Đăng được vua Tự Đức truyền đem vào cung, giao cho bà Học phi Nguyễn Văn Thị Hương nuôi dạy từ lúc mới 2 tuổi.[2] Sách Đại Nam thực lục ghi nhận về tính cách của ông:

Vua từ thuở nhỏ đã hiểu biết sớm, ôn hòa, yên lặng, sạch sẽ, cẩn thận lời nói và việc làm. Khi hầu cơm, khi thăm hỏi kính cẩn giữ phận làm con. Ngày thường chỉ ưa thích sách vở, thơ văn.

Trong số ba người con nuôi, vua Tự Đức yêu mến Ưng Đăng nhất. Mùa thu năm 1882, ông được cho ra ở nhà đọc sách ở bên tả Duyệt Thị đường, gọi là Dưỡng Thiện đường. Về sau những lúc rảnh, vua lại sai đem các chương tấu ở các nha thuộc các bộ mà cắt nghĩa giảng giải để ông tập xem cho quen. Ngày 19 tháng 7 năm 1883, vua Tự Đức mất, di chúc cho sung Ưng Đăng làm hoàng tử thứ ba, đổi tên là Ưng Hỗ, nhưng vì tuổi còn nhỏ nên không thể lập làm người kế vị, mà người được chọn là Ưng Chân (tức Dục Đức). Di chiếu có đoạn nói về Ưng Đăng:

Ưng Đăng tính thận trọng dễ bảo, hầu hạ sớm hôm cẩn thận, chưa có khuyết điểm gì, nhưng tuổi còn thơ bé, học chưa thông; đương lúc khó khăn này chưa chắc đã am hiểu công việc, nên trẫm đành bỏ tình riêng mà theo mưu nghiệp lớn...

Tuy nhiên Dục Đức chỉ ở ngôi được ba ngày thì đã bị các quan Phụ chánh đại thần Nguyễn Văn Tường, Tôn Thất Thuyết phế truất. Hoàng tử Ưng Hỗ bị chuyển ra ở quán quan xá ngoài Cửu vụ khiêm. Em trai vua Tự Đức là Hồng Dật được lập lên ngôi, tức là vua Hiệp Hòa. Ngày 29 tháng 11 năm đó, vua Hiệp Hòa mưu giết các quan Phụ chánh Đại thần thất bại và sau đó bị họ xử tử. Nguyễn Văn Tường, Tôn Thất Thuyết họp các quan đại thần, tôn lập Ưng Hỗ lên ngôi. Ông từ chối rằng:

Ta còn non trẻ, sợ không kham nổi công việc.

Hai người lại tâu rằng:

Đó là ý của Tiên đế, nay là mệnh trời, xin nghĩ lấy tôn miếu xã tắc làm trọng.