Mai Văn Hải sinh ngày 23 tháng 12 năm 1973 tại xã Nga Trung, huyện Nga Sơn, tỉnh Thanh Hóa. Ông lớn lên và tốt nghiệp phổ thông 12/12, theo học đại học ở Hà Nội và tốt nghiệp Cử nhân Quản lý đất đai, sau đó tiếp tục học cao học, là nghiên cứu sinh ở Học viện Chính trị Quốc gia Hồ Chí Minh, bảo vệ thành công luận án tiến sĩ đề tài "Quản lý nhà nước đối với làng nghề trên địa bàn tỉnh Thanh Hoá",[1] trở thành Tiến sĩ Quản lý kinh tế vào năm 2019. Ông được kết nạp Đảng Cộng sản Việt Nam vào ngày 28 tháng 2 năm 2000, trở thành đảng viên chính thức sau đó 1 năm, từng theo học các khóa chính trị ở Phân viện Chính trị Khu vực I, Học viện Chính trị Quốc gia Hồ Chí Minh từ tháng 9 năm 2004 đến tháng 6 năm 2005 và tốt nghiệp Cao cấp lý luận chính trị.[2]