Chiêu Văn vương Trần Nhật Duật sinh vào tháng tư năm Ất Mão (1255), là con trai thứ sáu của Trần Thái Tông, người đời ấy thường gọi là Ông hoàng Sáu hoặc Hoàng lục tử (皇六子). Các bộ chính sử như Đại Việt Sử ký Toàn thư, Việt sử tiêu án,... đều không chép mẹ ông là ai. Tuy nhiên, theo bản thần tích ở đền thôn Miễu, xã Mạt Lăng, huyện Tây Chân (nay thuộc [Thị trấn Cổ Lễ, huyện trực ninh, tỉnh Nam Định), có nhắc đến những chi tiết thú vị về người mẹ của ông như sau:

"Vào năm Kỷ Hợi (1239), một lần Trần Thái Tông đi tuần du qua phủ Thiên Trường, xa giá dừng lại nghỉ ở làng Miễu. Nghe tin vua đến, dân chúng đem lễ vật tới dâng và để tỏ lòng sùng kính, Trần Thái Tông mới hỏi chuyện nông tang, và điều ngạc nhiên là người trả lời không phải là các bô lão, chức dịch trong vùng mà là một cô gái trẻ được cử ra hầu đáp với hoàng đế. Cô gái đó tên là Vũ Thị Vượng, còn gọi là Vượng Nương, hình dung yểu điệu, nhan sắc tuyệt trần, giỏi nghề canh cửi, chăm việc ruộng đồng, nổi tiếng cả vùng vừa đẹp người lại đẹp nết. Thấy cô gái trả ứng đối thông minh mẫn tiệp, hiểu biết sâu rộng, nhất chuyện nghề nông nên nhà vua thấy rất quý mến. Ngay sau ngày hôm đó, Trần Thái Tông cho làm lễ, đón Vũ Thị Vượng về cung, lập Cung phi thứ năm, hiệu là Vũ phi"

Có nhiều truyền thuyết kể về sự ra đời kì lạ của Trần Nhật Duật, chẳng hạn truyền thuyết cũng ghi tại thần phả làng Miễu: ..."Lễ cầu tự kéo dài 21 ngày, một đêm Vũ phi nằm mộng thấy ngôi sao lớn từ trên không rơi xuống giường nằm của mình, từ đấy bà có mang, đến giờ Ngọ ngày mồng 10 tháng 4 năm Ất Mão (1255) sinh một hoàng tử, dung mạo khác thường, được đặt tên là Nhật Duật".

Theo sử sách, từ nhỏ ông đã nổi tiếng là hiếu học và sớm lộ thiên tri, ham thích hiểu biết về các tiếng nói và các giống người. Truyền rằng khi mới sinh, trên tay Trần Nhật Duật có bốn chữ "Chiêu Văn đồng tử" (昭文童子). Sau Trần Thái Tông lấy đó mà đặt phong hiệu cho ông là [Chiêu Văn; 昭文 có nghĩa là đón, gọi cái đẹp].[1]

Theo vai vế, ông là em cùng cha khác mẹ của Trần Thánh Tông và Chiêu Minh Đại vương Trần Quang Khải. Ông cũng là anh em cùng mẹ với Chiêu Quốc vương Trần Ích Tắc và Chiêu Đạo vương Trần Quang Xưởng.