Theo Đại Việt sử ký toàn thư, Trương Lôi quê ở làng Cổ Ninh, huyện Nông Cống, trấn Thanh Hóa (nay là thị trấn Nưa, huyện Triệu Sơn, tỉnh Thanh Hóa).[3]

Tuy nhiên, theo tư liệu địa phương, được dẫn lại qua sách Khởi nghĩa Lam Sơn thì Trương Lôi là đồng hương của Vũ Uy, Trương Chiến, Phạm Lật, Lê Cẩm, Lê Văn Lễ và Lê Vũ Bị, đều là người thôn Thụ Mệnh (chưa rõ ở đâu thuộc Thanh Hóa). Cũng theo đó thì Trương Lôi và Vũ Uy là gia thần của Lê Lợi.[4]

Dòng họ Lê Trương ở xã Hải Hòa (thị xã Nghi Sơn, tỉnh Thanh Hóa) cho rằng Trương Lôi là cha của Trương Chiến, một công thần khác có mặt trong hội thề Lũng Nhai, nhưng chưa có văn bản chứng minh.[5][6] Trong khi sách Khởi nghĩa Lam Sơn không chép gì về quan hệ cá nhân giữa Trương Lôi, Trương Chiến. Nhân vật Trương Chiến tham dự hội thề thực chất tên là Trương Lan.