Nguyễn Xuân Phương sinh ngày 25 tháng 12 năm 1973, quê ở Văn Giang, Hưng Yên. Ông là con trai của nhạc công accordion NSƯT Xuân Tứ, và mẹ là nghệ sĩ múa Nguyễn Thị Bích.[3] Xuân Phương có một chị gái cũng theo lĩnh vực âm nhạc.[5] Với sức ảnh hưởng của bố, từ năm 8 tuổi Xuân Phương đã theo học piano tại Từng theo học piano tại Nhạc viện Hà Nội nơi bố ông làm Chủ nhiệm Khoa accordion và guitar.[3] Sáng tác đầu tay của Xuân Phương là ca khúc "Chỉ tại mưa".[6]