Phan Trọng Tuệ sinh ngày 7 tháng 7 năm 1917, quê ở Thôn Đa Phúc, xã Sài Sơn, huyện Quốc Oai, tỉnh Sơn Tây (nay thuộc Hà Nội); tham gia cách mạng từ những năm 1930. Năm 1934, ông gia nhập Đảng Cộng sản Đông Dương.

Từ năm 1939 đến năm 1940, ông làm Bí thư tỉnh ủy Sơn Tây và Hà Đông; phụ trách Liên tỉnh Hà Nội - Hà Đông - Sơn Tây.

Năm 1943, ông bị thực dân Pháp bắt, kết án 27 năm tù và đày đi Côn Đảo.

Cách mạng tháng 8 năm 1945, ông được giải thoát và công tác trong Ban trật tự Côn Đảo rồi trở về đất liền.