Nguyễn Đình Chính sinh ngày 28 tháng 10 năm 1946 tại số nhà 14 Nguyễn Thái Học (nhà bác sĩ Chính), Hà Nội.

Ông là con trai thứ hai trong số ba người con của cố nhà văn Nguyễn Đình Thi (1924-2003) và bà Bùi Nữ Trâm Nguyệt Nga (1926-1951). Sau ngày toàn quốc kháng chiến (19 tháng 12 năm 1946), Nguyễn Đình Chính (lúc ấy chưa tới 2 tháng tuổi) và anh trai (2 tuổi) được mẹ bồng đi di tản lên Việt Bắc. Năm 1951, bà Nguyệt Nga mất vì trọng bệnh tại khu di tản, Nguyễn Đình Chính sống với bà ngoại.

Năm 1955, Nguyễn Đình Chính về Hà Nội và học hết phổ thông.

Năm 1965, đi bộ đội. Năm 1968, tốt nghiệp kỹ sư cầu đường, tham gia đoàn 559. Năm 1972, thiếu úy.[1]

Năm 1976, xuất ngũ, thương binh diện 2/4.

Nguyễn Đình Chính từng công tác nhiều năm trong các lĩnh vực điện ảnh, sân khấu và báo chí. Hiện ông sống ở Hà Nội.