Ông tên thật là Lý Thiên Tộ (李天祚), sinh tháng 4 năm Bính Thìn (1136) tại kinh đô Thăng Long (Hà Nội), là con trai thứ hai của Lý Thần Tông, mẹ là Cảm Thánh Phu nhân Lê thị, xuất thân từ dòng họ Lê ở châu Chân Đăng.

Năm 1138, tháng 9, Thần Tông Hoàng đế bệnh nặng. Cảm Thánh Phu nhân cùng hai vị phu nhân là Nhật Phụng Phu nhân và Phụng Thánh Phu nhân đút lót Tham tri chính sự Từ Văn Thông, và dặn rằng: "Nếu có vâng mệnh vua thảo di chiếu thì chớ nên bỏ lời của ba phu nhân". Văn Thông nhận lời. Khi Thần Tông ốm nặng, sai soạn di chiếu, Văn Thông chần chừ không viết[1].

Ba phu nhân vào khóc lóc, nói rằng: "Bọn thiếp nghe người xưa lập con nối thì lập con đích chứ không lập con thứ; Thiên Lộc là con nàng hầu yêu, nếu cho nối ngôi thì ả mẫu thân lại sinh lòng ghen ghét tất tiếm lấn, làm hại mẹ con thần thiếp. Như thế chúng thiếp làm thế nào được?"

Thần Tông Hoàng đế cho là phải, xuống chiếu rằng: "Hoàng tử Thiên Tộ tuy tuổi còn thơ ấu, nhưng là con đích, thiên hạ đều biết, nên cho nối nghiệp của trẫm, còn Thái tử Thiên Lộc thì phong làm Minh Đạo vương".

Theo nghiên cứu của các nhà sử học Hàn Quốc và Việt Nam, khi Lý Thần Tông qua đời, Thái tử Lý Thiên Tộ mới 3 tuổi, triều thần muốn tôn Kiến Hải vương Lý Dương Côn, một người con nuôi khác của Lý Nhân Tông, vốn là con đẻ của Thành Quảng hầu. Nhưng lúc đó, mẹ ông là Cảm Thánh Phu nhân dựa vào Đỗ Anh Vũ là người nắm binh quyền, đã loại hết các địch thủ của Thiên Tộ, nên ông được đưa lên ngôi[2].

Ngày 26 tháng 9 năm đó, Thần Tông Hoàng đế băng hà. Con trai là Thái tử Thiên Tộ kế vị, tức là Lý Anh Tông. Cảm Thánh Phu nhân được tôn làm Hoàng thái hậu, tôn hiệu là Hiến Chí Hoàng thái hậu (憲至皇太后), ở Quảng Từ cung (瀇慈宮).