Nguyễn Mạnh Hùng sinh ngày 24 tháng 7 năm 1962 tại tỉnh Phú Thọ, nguyên quán ở thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh.[3]

Năm 1979, ông thi đỗ vào Học viện Kỹ thuật Quân sự, khóa 14. Sau một năm học tại Đại học Kỹ thuật Quân sự đạt kết quả xuất sắc, ông được Bộ Quốc phòng tuyển chọn đi học kỹ sư quân sự tại Liên Xô.

Từ năm 1980 đến năm 1986, ông là học viên quân sự ngành vô tuyến điện Trường Đại học Thông tin Quân sự Ulianop - Liên Xô (cũ).[4]

Từ năm 1993 đến năm 1995, ông là sinh viên thạc sĩ ngành viễn thông Trường Đại học Tổng hợp Sydney, Úc.[5]

Từ năm 1995 đến năm 1998, ông học thạc sĩ quản trị kinh doanh tại Trường Đại học Kinh tế Quốc dân Việt Nam.[5]

Ông tốt nghiệp Kỹ sư chuyên ngành Điện tử viễn thông ở Liên Xô (cũ), thạc sĩ viễn thông ở Australia, thạc sĩ quản trị kinh doanh ở Đại học Kinh tế Quốc dân.[6]