Tên khai sinh của nhạc sĩ Trọng Đài là Nguyễn Trọng Đài, sinh ngày 18 tháng 12 năm 1958. Quê ông ở Hà Nội. Năm 18 tuổi, ông theo học lớp sáng tác hệ trung cấp Trường Âm nhạc Việt Nam. Sau đó ông được cử đi học nâng cao; ông tốt nghiệp bậc đại học tại Nhạc viện Tchaikovsky (Moskva), và về giảng dạy tại Trường Cao đẳng Nghệ thuật Hà Nội. Ông từng làm phụ trách chỉ đạo nghệ thuật Đoàn Ca múa Thăng Long Hà Nội.