Trần Quốc Nam sinh ngày 27 tháng 12 năm 1971 tại xã Vân Sơn, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang, Việt Nam Dân chủ Cộng hòa; quê quán tại xã Đức Hòa, huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi. Ông lớn lên và theo học phổ thông tại Tuyên Quang. Sau đó, ông tới thủ đô Hà Nội, theo học đại học và nhận bằng Kỹ sư Lâm nghiệp. Ông tiếp tục học cao học và nhận bằng Thạc sĩ Nông nghiệp. Sau đó, ông là nghiên cứu sinh tại Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, bảo vệ thành công Luận án tiến sĩ đề tài: Phát triển hệ thống nông lâm kết hợp bền vững tại khu vực miền núi tỉnh Ninh Thuận, trở thành Tiến sĩ Lâm sinh vào năm 2015.[4]

Ngày 02 tháng 07 năm 1998, ông được kết nạp Đảng Cộng sản Việt Nam, trở thành đảng viên chính thức vào ngày 02 tháng 07 năm 1999. 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 số 12 đường Phạm Ngũ Lão, Khu phố 9, phường Phước Mỹ, thành phố Phan Rang – Tháp Chàm, tỉnh Ninh Thuận.[5]