Trần Huy Tuấn sinh sinh ngày 28 tháng 08 năm 1974 tại xã Mậu A, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái, Việt Nam Dân chủ Cộng hòa; quê quán tại xã Hoàng Thắng,[Ghi chú 1] huyện Văn Yên.

Ông lớn lên và theo học phổ thông tại quê nhà, tốt nghiệp 12/12. Năm 1992, ông tới thủ đô Hà Nội, theo học khóa 33NH, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước tại Trường Đại học Thủy lợi, tốt nghiệp Kỹ sư Thủy lợi vào năm 1997.[3] Sau đó, ông tiếp tục theo học cao học và nhận bằng Thạc sĩ Kinh tế chuyên ngành Kinh tế tài nguyên thiên nhiên và môi trường.

Ngày 26 tháng 11 năm 2002, ông được kết nạp Đảng Cộng sản Việt Nam, trở thành đảng viên chính thức vào ngày 26 tháng 11 năm 2003. Trong quá trình hoạt động Đảng và Nhà nước, ông theo học các khóa tại Học viện Chính trị Quốc gia Hồ Chí Minh, nhận bằng Cao cấp lý luận chính trị. Hiện nay, ông thường trú tại Tổ 10, phường Đồng Tâm, thành phố Yên Bái, tỉnh Yên Bái.[4]