Viên Thiệu người Nhữ Dương, quận Nhữ Nam[1]. Xuất thân từ sĩ tộc trứ danh Nhữ Nam Viên thị, tổ 5 đời của Viên Thiệu là Viên An (袁安), làm chức Tư đồ thời Hán Chương Đế, cụ nội là Viên Sưởng (袁敞) làm chức Tư không đời Hán An Đế, ông nội là Viên Thang (袁湯) làm Tư đồ thời Hán Hoàn Đế, cha là Viên Phùng (袁逢) làm Tư đồ thời Hán Linh Đế. Vì vậy sử thường gọi nhà họ Viên 4 đời làm Tam công (Tư đồ, Tư mã, Tư không), danh vọng rất cao, gọi là Tứ thế Tam công (四世三公).

Viên Thiệu có người em khác mẹ là Viên Thuật làm quan trong triều Đông Hán. Trong nhà Viên Phùng, Viên Thiệu sinh trước nhưng là con a hoàn, Viên Thuật sinh sau nhưng là con vợ chính. Đây chính là một trong những nguyên nhân khiến Viên Thuật coi thường Viên Thiệu[2]. Tuy nhiên, vì Viên Thiệu lại được bác là Viên Thành nhận làm con nuôi, trở thành người thừa kế của chi trên Viên Phùng, do đó về ngôi thứ theo pháp luật thì Viên Thiệu là anh họ Viên Thuật nhưng về huyết thống là anh cùng cha khác mẹ[3].