Ông sinh ngày 20 tháng 10 năm 1935 tại Đà Nẵng trong một gia đình khá giả. Nguyên quán của ông ở làng Đông Bàn, huyện Diên Phước (phủ Điện Bàn cũ), tỉnh Quảng Nam (nay là thôn Đông Bàn, xã Điện Trung, Thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam). Theo gia phả, ông là hậu duệ của đại thần Phạm Phú Thứ thời vua Tự Đức.

Thuở nhỏ, ông học tiểu học tại Đà Nẵng. Khi lên trung học, ông được gia đình cho về Sài Gòn học ở Trường Công lập Chasseloup - Laubat. Tương truyền, ngay từ khi còn là học sinh, ông đã biểu lộ sở thích đam mê về máy bay. Tiền tiêu vặt gia đình chu cấp, ông đều dành để gởi mua tận bên Pháp các sách kỹ thuật dạy cách chế tạo các loại máy bay nhỏ (tạp chí Mécanique Populaire), lắp ráp đem ra thực dụng trên bầu trời thuộc Sân bay Tân Sơn Nhất bây giờ.

Năm 1954, ông tốt nghiệp trung học phổ thông với văn bằng Tú tài toàn phần (Part II). Sau đó, gia đình định cho ông sang Pháp để tiếp tục con đường học vấn nhưng vì quá ham thích máy bay nên ông xin cha mẹ cho ông được gia nhập quân đội.