Quang Hải sinh tại phường Vĩnh Nguyên, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa, trong một gia đình lao động nghèo.[1] Anh là em út trong gia đình có 4 chị em (anh có 3 chị gái). Cha anh bỏ đi khi Quang Hải còn nhỏ. Khi được tuyển vào đội năng khiếu, do nhà nghèo không có xe đạp, Quang Hải đã phải thường xuyên xin đi nhờ xe đến nơi tập cách nhà gần chục cây số.

Với niềm đam mê và năng khiếu bóng đá, Quang Hải được các tuyển trạch viên bóng đá năng khiếu của Sở Thể dục Thể thao tỉnh Khánh Hòa phát hiện từ khi còn học Trung học cơ sở. Quang Hải đã bỏ học vào cuối cấp 2 do gia đình khó khăn về kinh tế.

Năm 2004, Quang Hải cùng một số cầu thủ cùng lứa khác như Tấn Tài, Tấn Điền, Văn Phong, Trọng Bình, Ngọc Quý,... được đôn lên đội một Khatoco Khánh Hòa khi đó đang chật vật ở Giải hạng Nhì Quốc gia, và góp phần giúp câu lạc bộ thăng hai hạng liền trong các năm tiếp theo.[3]