Nùng Tông Đản sinh năm 1046 tại tổng Kim Pha, châu Quảng Nguyên thuộc đạo Thái Nguyên (nay là Nà Cạn, phường Sông Bằng, thị xã Cao Bằng). Cha ông là Nùng Tồn Thương làm châu mục châu Quảng Nguyên; là người có công giúp nhà Lý bình ổn vùng biên cương Cao Bằng, Lạng Sơn.

Vợ ông là Ngô Cẩm Thi. Theo gia phả họ Ngô, bà là con của Ngô Quảng Thiên, tức Ngô Xương Anh. Ngô Cẩm Thi là cháu đời thứ năm của Ngô Quyền, dòng Ngô Xương Văn. Lý Thường Kiệt, tức Ngô Tuấn là cháu đời thứ sáu của Ngô Quyền, dòng Ngô Xương Ngập.[cần dẫn nguồn]