Tôn Đức Thắng còn có bí danh Thoại Sơn, sinh ngày 20 tháng 8 năm 1888 tại Cù lao Ông Hổ, làng Mỹ Hoà Hưng, tổng Định Thành, hạt Long Xuyên (nay thuộc xã Mỹ Hòa Hưng, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang). Nơi thường trú tại quận Nam Từ Liêm, thủ đô Hà Nội. Là con đầu của ông Tôn Văn Đề, và bà Nguyễn Thị Dị. Gia đình đông con, theo thông lệ miền Nam, ông còn được gọi là Hai Thắng. Trong hoạt động chính trị, ông còn được gọi thân mật là Bác Tôn.

Gia đình ông thuộc hạng nông dân khá giả nên từ nhỏ ông đã được học hành đàng hoàng. Năm 1906, sau khi tốt nghiệp Sơ cấp tiểu học Đông Dương (Certificat d'Etudes Primaires Complémentaires Indochinoises - CEPCI) tại Long Xuyên, ông rời quê lên Sài Gòn học nghề thợ máy tại Trường Cơ khí Á Châu (L’école des Mécaniciens Asiatiques), dân gian thường gọi là Trường Bá Nghệ. Tốt nghiệp hạng ưu, ông được nhận vào làm công nhân ở Nhà máy Ba Son của Hải quân Pháp tại Sài Gòn.