Thái Quỳnh Mai Dung sinh ngày 15 tháng 5 năm 1977 tại xã Đức Lâm, nay là xã Lâm Trung Thủy của huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh. Bà lớn lên và tốt nghiệp phổ thông 12/12 ở Đức Thọ, theo học đại học ở Hà Nội và tốt nghiệp Cử nhân tiếng Anh, sau đó tiếp tục học cao học từ tháng 7 năm 2002 đến tháng 9 năm 2003 theo học chương trình đào tạo của Đại học Brunei Darussalam, Brunei và nhận bằng Thạc sĩ Chính sách công. Bà là nghiên cứu sinh tại Trường Đại học Kinh tế Quốc dân, bảo vệ thành công luận án tiến sĩ đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của giám sát tới tính minh bạch của thị trường chứng khoán Việt Nam",[1] và trở thành Tiến sĩ Kinh tế vào năm 2020. Bà được kết nạp Đảng Cộng sản Việt Nam vào ngày 30 tháng 9 năm 2009, trở thành đảng viên chính thức sau đó 1 năm, từng theo học các khóa chính trị ở Học viện Chính trị Quốc gia Hồ Chí Minh và tốt nghiệp Cao cấp lý luận chính trị.[2]