Đoàn Trưng sinh năm Giáp Thìn (1844) tại làng An Truyền (dân gian gọi là làng Chuồn), huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên (nay là xã Phú An, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế).

Theo Gia phả họ Đoàn ở làng an Truyền thì tổ tiên của Đoàn Trưng là người Thanh Hóa vào lập nghiệp ở An Truyền từ thời Lê, đến Đoàn Trưng đã được tám đời.

Đoàn Trưng là con của ông Đoàn Hổ và bà Hồ Thị Bốn. Ông là con đầu của gia đình nghèo gồm 8 anh em: Đoàn Ái (Đoàn Hữu Ái), Đoàn Súy (Đoàn Tư Trực), Đoàn Thi, Đoàn Hào, Đoàn Khóa, Đoàn Thị Châu, Đoàn Thị Yến. Trong số này có ba người đã tham gia cuộc nổi dậy vào năm 1866, đó là: Đoàn Trưng, Đoàn Trực, Đoàn Ái[3].