Ông sinh năm 1651, người xã Hoài Bão (có tục danh là làng Bịu), tổng Nội Duệ (nay là thôn Hoài Thượng, xã Liên Bão, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh). Thân phụ ông là tiến sĩ Nguyễn Đăng Minh, giữ chức Quốc tử giám tế tửu trong triều Lê. Ông còn là cháu ruột của thám hoa Nguyễn Đăng Cảo, em trai Nguyễn Đăng Tuân. Ngay từ nhỏ ông đã nổi tiếng thông minh, hoạt bát.