Bà tên thật là Nguyễn Châu Sa hay Nguyễn Thị Châu Sa,[1] sinh ngày 26 tháng 5 năm 1927 tại làng Tân Hiệp, quận Châu Thành, tỉnh Sa Đéc (nay là xã An Hiệp (ghép hai xã An Tịch và Tân Hiệp), huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp). Tuy nhiên, nguyên quán của cha bà là ông Nguyễn Đồng Hợi, lại ở Điện Bàn, Quảng Nam. Mẹ bà là bà Phan Thị Châu Lan (tục gọi là cô Mè, 1904-1944), là người con gái thứ hai của nhà chí sĩ Phan Chu Trinh.

Cha của bà là từng làm tham tá công chánh (Agent technique) thời Pháp thuộc, làm công tác họa đồ (nên ông còn được gọi là Họa đồ Hợi) nên thuở nhỏ gia đình bà cư trú tại Phnom Penh, Campuchia, do đó bà được cho ăn học ở một trường nổi tiếng ở Đông Dương thời bấy giờ tại Phnom Penh là trường Lycée Sisowath. Bà được học tiếng Pháp ở đây cho hết tú tài I, và học rất khá.

Năm 1944, mẹ bà qua đời lúc bà mới 17 tuổi, bà theo gia đình trở về nước và bắt đầu tham gia các hoạt động yêu nước trong phong trào sinh viên học sinh như cứu tế và cướp chính quyền tại Sài Gòn. Sau khi Pháp tái chiếm Nam Bộ cuối năm 1945, cha bà ra chiến khu theo lời kêu gọi của Ủy ban hành chánh kháng chiến Nam Bộ (sau được kết nạp Đảng Cộng sản Việt Nam, ông Lê Đức Anh là một trong hai người giới thiệu). Riêng bà ở lại để chăm sóc các em, vừa hoạt động bí mật cho phong trào Việt Minh khối sinh viên học sinh và phụ nữ. Lúc này, bà lấy bí danh là Yến Sa [2]. Năm 1948, bà được kết nạp Đảng Cộng sản Đông Dương [3]. Năm 1951, bà bị thực dân Pháp bắt giam và bị tra khảo tại bót Catinat, sau đó bị giam ở Khám Lớn rồi nhà lao Chí Hòa (1951-1953).

Năm 1954, bà ra tù và tham gia luôn vào phong trào hoà bình đòi thi hành Hiệp định Giơnevơ. Năm 1955, bà được điều ra Bắc tập kết và được đào tạo thêm theo chương trình bồi dưỡng cán bộ đặc biệt.