Tên thật của Trần Hoàng hậu không được các bộ sử như Sử ký và Hán thư ghi lại. Theo tiểu thuyết Hán Võ cố sự có niên đại về sau, bà tên là Trần A Kiều (陳阿嬌), hay gọi tắt là Trần Kiều (陳嬌), cái tên này mặc định trở thành tên thật của bà trong vô số các tác phẩm tiểu thuyết cùng phim ảnh hiện đại.

Thân phụ Trần thị là Trần Ngọ (陳午), đời thứ ba của tước vị Đường Ấp hầu (堂邑侯)[1][2]. Nhà họ Trần xuất thân cao quý, vốn theo giúp Hán Cao Tổ Lưu Bang dựng nên nhà Hán nên được phong tước Đường Ấp hầu, thế tập mà truyền đời. Thân mẫu của bà là Quán Đào Công chúa Lưu Phiếu, hoàng nữ duy nhất của Hán Văn Đế Lưu Hằng và Đậu Hoàng hậu, chị ruột của Hán Cảnh Đế Lưu Khải và cô mẫu của Hán Vũ Đế Lưu Triệt. Ngoài Trần thị, Trần Ngọ còn có hai con trai là Đường Ấp hầu Trần Tu (陳須) thế tập tước vị, và Long Lư hầu Trần Kiểu (陳蟜), cả hai đều là huynh trưởng của Trần thị. Theo vai vế gia tộc, Trần thị là cháu gọi Hán Văn Đế và Đậu Hoàng hậu bằng ông bà ngoại, gọi Hán Cảnh Đế bằng cậu, và là chị em họ của Hán Vũ Đế và Bình Dương công chúa.

Luận về xuất thân, Trần thị là một trong hai Hoàng hậu có thân thế tôn quý nhất trong lịch sử nhà Hán khi ông ngoại, cậu và phu quân đều là Hoàng đế. Người còn lại là Hiếu Huệ Trương Hoàng hậu.