Đinh Bộ Lĩnh sinh vào ngày Rằm tháng Hai, năm Giáp Thân (tức 22 tháng 3 năm 924) ở thôn Kim Lư, làng Đại Hữu, châu Đại Hoàng (nay thuộc xã Gia Phương, Gia Viễn, Ninh Bình)[12][13]. Cha của ông là Đinh Công Trứ, nha tướng của Dương Đình Nghệ, giữ chức thứ sử Hoan Châu. Đinh Công Trứ mất sớm, Bộ Lĩnh theo mẹ về quê ngoại (Gia Thủy, Nho Quan) ở, vẫn nương nhờ người chú ruột là Đinh Thúc Dự ở quê nội gần đó. Từ bé Đinh Bộ Lĩnh đã tỏ ra là người có khả năng chỉ huy, ông cùng các bạn chăn trâu lấy bông lau làm cờ bày trận đánh nhau. Và trong đám bạn đó, có Đinh Điền, Nguyễn Bặc, Lưu Cơ và Trịnh Tú, những người sau này cùng Đinh Bộ Lĩnh tạo nên sự nghiệp.

Theo sách An Nam chí lược: Đinh Bộ Lĩnh, người động Hoa Lư, Giao Châu. Cha là Công Trứ, làm nha-tướng của Dương Đình Nghệ. Cuối thời Ngũ Đại, Dương Đình Nghệ đi trấn Giao Châu, lấy Công Trứ quyền Thứ sử Hoan Châu. Trước đây, Ngô Quyền giết Kiều Công Tiễn, cha con Bộ Lĩnh về với Ngô Quyền, Quyền nhân khiến Công Trứ về nhiệm chức cũ. Khi Công Trứ mất, Bộ Lĩnh kế tập chức cha.[14]

Theo sách Việt sử tiêu án: Vua Đinh, tên Bộ Lĩnh, người làng Đại Hoàng, động Hoa Lư. Thân phụ vua là Công Trứ, nha tướng của Dương Đình Nghệ, cai trị Hoan Châu, mẹ là họ Đàm, nằm mộng thấy có một người lớn tay cầm cái ấn vua đến xin làm con, bèn có mang mà sinh ra vua, được ít lâu thì thân phụ dắt vào ở trong động, chơi với trẻ chăn trâu, lũ trẻ tôn làm đàn anh. Mỗi khi chơi đùa, giao tay nhau cho vua ngồi lên, khiêng đi làm xe, lấy bông lao làm cờ, dàn ra hai bên, rước đi làm như nghị vệ nhà vua. Trong nhà nuôi được con lợn, thừa lúc mẹ đi vắng, vua mổ lợn khao bọn trẻ rồi di cư đến Đào Úc Sách. Bà mẹ sợ, mang chuyện ấy nói với chú Đinh Dự, Dự cầm dao đi tìm, đuổi đến bờ sông, vua chạy sa vào bùn lầy, thấy có con rồng vàng, đỡ hai bên vua sang qua sông. Ông chú sợ bỏ về, vua bèn theo bọn ngư hộ làm nghề đánh cá, bắt được ngọc huê lớn để vào đáy giỏ. Đến đêm vào chùa ngủ trọ, nhà sư thấy trong cái giỏ có tia sáng tròn, hỏi cớ sao, và nói rằng: "Anh này ngày sau cao quý không thể nói được". Sau đến nương nhờ Trần Minh Công, làm chỉ huy của quân Trần đánh đâu được đấy, gọi là Vạn Thắng Vương. Quần thần dâng tôn hiệu là Đại Thắng Minh Hoàng đế.[15]

Theo Đại Việt Sử Ký Toàn Thư chép::"Vua mồ côi cha từ bé, mẹ họ Đàm đưa gia thuộc vào ở cạnh đền sơn thần trong động. Vào tuổi nhi đồng, vua thường cùng bọn trẻ con chăn trâu ngoài đồng. Bọn trẻ tự hiểu kiến thức không bằng vua, cùng nhau suy tôn ông làm trưởng. Phàm khi chơi đùa, thường bắt bọn chúng chéo tay làm kiệu khiêng và cầm hoa lau đi hai bên để rước như nghi trượng thiên tử. Ngày rỗi, thường kéo nhau đi đánh trẻ con thôn khác, đến đâu bọn trẻ đều sợ phục, hàng ngày rủ nhau đến phục dịch kiếm củi, thổi cơm. Bà mẹ thấy vậy mừng lắm, mổ lợn nhà cho bọn chúng ăn. Phụ lão các sách bảo nhau: "Đứa bé này khí lượng như thế ắt làm nên sự nghiệp, Chúng ta nếu không theo về, ngày sau hối thì đã muộn". Bèn dẫn con em đến theo, rồi lập làm trưởng ở sách Đào Áo. Người chú của vua giữ sách Bông chống đánh với vua. Bấy giờ, vua còn ít tuổi, thế quân chưa mạnh, phải thua chạy. Khi qua cầu ở Đàm Gia Nương Loan,[16] cầu gãy, vua rơi xuống bùn, người chú toan đâm, bỗng thấy hai con rồng vàng hộ vệ vua, nên sợ mà lui. Vua thu nhặt quân còn sót, quay lại đánh, người chú phải hàng. Từ đấy ai cũng sợ phục, phàm đi đánh đến đâu đều dễ như chẻ tre, gọi là Vạn Thắng Vương."