Đoàn Thị Điểm là người làng Giai Phạm[4], huyện Văn Giang, trấn Kinh Bắc (nay thuộc huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên).

Theo gia phả họ Đoàn là Đoàn thị thực lục, thì tổ tiên của bà vốn họ Lê, đến đời cha bà là Đoàn Doãn Nghi (1678-1729), mới đổi ra họ Đoàn. Ông Doãn Nghi thi đỗ Hương cống (Cử nhân) thời Lê trung hưng, sau thi Hội không đỗ, có nhận chức quan Điển bạ, hàm bát phẩm nhưng không lâu sau thì từ quan, về nhà dạy học và bốc thuốc. Tại Thăng Long, ông Nghi cưới vợ (là con gái của Thái lĩnh bá họ Vũ định cư ở phường Hà Khẩu, kinh thành Thăng Long, không rõ tên, bà về làm kế thất ông Đoàn Doãn Nghi), sinh được hai con: con cả là Đoàn Doãn Luân (1700 - 1735) và con thứ là Đoàn Thị Điểm.

Đoàn Doãn Luân có sách chép đỗ đầu kỳ thi Hương xứ kinh Bắc tức đỗ Giải nguyên (theo GS. Thanh Lãng [tr. 512], Thái Vũ ghi ông đỗ đầu xứ kinh Bắc [tr. 72] là đúng; Còn trong Từ điển nhân vật lịch sử Việt Nam [tr. 173] ghi ông đỗ Hoàng giáp năm 1719 lúc 19 tuổi, có lẽ là nhầm sang ông Nguyễn Trác Luân (1700-?) người xã Bình Lao huyện Cẩm Giàng (nay thuộc phường Phạm Ngũ Lão thành phố Hải Dương tỉnh Hải Dương) đỗ Hoàng giáp tiến sĩ khoa Tân Sửu niên hiệu Bảo Thái năm thứ 2 1721. Chỉ có điều trùng hợp là ông Đoàn Trác Luân và ông Nguyễn Trác Luân cùng sinh năm 1700 nhưng không biết năm mất của Nguyễn Trác Luân. Đương thời, Đoàn Doãn Luân còn có tên là Đoàn Trác Luân cùng Nguyễn Tông Quai, Ngô Tuấn Cảnh và Nguyễn Bá Lân được người đời xưng tặng là Trường An Tứ hổ hay Trường An tứ tài. Mặc dù đỗ cao nhưng Đoàn Doãn Luân chỉ ra làm quan trong thời gian ngắn rồi xin từ quan, về nhà dạy học. Năm 1729 cha ông mất, sáu năm sau ông cũng lâm bệnh mất (năm 1735). Ông Đoàn Doãn Luân có con gái đầu lòng là Đoàn Lệnh Khương cũng nổi tiếng hay chữ, sau tiếp nối nghề dạy học truyền thống của gia đình, đào tạo được nhiều người thành danh khoa bảng được người đời tụng gọi là Nữ Học Sư có tiếng trong giới Thăng Long kẻ sĩ.

Trước khi ra Thăng Long, ông Đoàn Doãn Nghi đã lấy một bà vợ cả họ Nguyễn (sau mất sớm) sinh ra con trưởng là Đoàn Doãn Sỹ đỗ Hương Cống sau làm quan chi phủ Châu Hoan ở Nghệ An và con gái là Đoàn Thị Quỳnh; Rất tiếc gia phả họ Đoàn của Đoàn Doãn Nghi lại được viết bởi ông con rể của Đoàn Doãn Y (Đoàn Doãn Y là con trai của Đoàn Doãn Luân, gọi Đoàn Thị Điểm bằng cô ruột) do đó thông tin về gốc họ là chưa đầy đủ nhiều đời. Về sau các tài liệu đều ghi theo là Đoàn Thị Điểm vốn gốc họ Lê. Thực ra họ gốc của Bà trước khi đổi sang họ Lê là họ Đoàn. Tổ 5 đời của Đoàn Thị Điểm là quan võ, có công với Nhà Lê được ban Quốc tính tên là Lê Công Nẩm - là con của Đoàn Công Bẩm, hậu duệ Đoàn mãnh tướng Đoàn Công Uẩn Việt Nam, chứ không phải ông Doãn Nghi tự nhiên đổi từ họ Lê (vốn đang là họ của Thiên tử) sang họ Đoàn (ở thời phong kiến mang họ của nhà vua sẽ dễ được đặc ân).

Lúc trẻ, bà Điểm có tiếng thông minh, đẹp người, đẹp nết, chăm học, có tài văn và giỏi cả việc nữ công [5]. Cho nên năm 16 tuổi, bà được Thượng thư Lê Anh Tuấn nhận làm con nuôi để sau dâng lên chúa Trịnh, nhưng bà không chịu [6].

Suốt thời gian từ lúc ấu thơ đến tuổi trưởng thành, bà thường sống với cha và anh ở nơi cha dạy học là làng Lạc Viên (huyện An Dương, tỉnh Kiến An; nay thuộc thành phố Hải Phòng).[7].

Năm bà 25 tuổi (1729), cha mất, bà cùng với gia đình của anh dời đến ngụ ở làng Vô Ngại, huyện Đường Hào (nay là huyện Mỹ Hào, tỉnh Hưng Yên).

Chẳng bao lâu sau anh mất (năm 1735), bỏ lại một đàn con nhỏ, một mình Đoàn Thị Điểm phải vừa làm thuốc, vừa dạy học để có tiền nuôi mẹ và giúp đỡ chị dâu nuôi các cháu.

Theo Từ điển nhân vật lịch sử Việt Nam, khi ấy ở Sài Trang thuộc huyện Đường Hào có một người con gái được tiến cung, và bà đã được vời vào cung làm Giáo thụ để dạy các con vua chúa. Đến năm 1739, nhân trong nước có loạn, bà xin từ chức về ngụ ở xã Chương Dương (nay thuộc Thường Tín, ngoại thành Hà Nội) tiếp tục làm nghề dạy học [8].

Bấy giờ, có nhiều đến hỏi, trong đó có cả những người quyền quý, nhưng bà đều từ chối [9]. Mãi đến năm 37 tuổi (1742), bà mới nhận lời lấy Nguyễn Kiều, một Tiến sĩ nổi tiếng hay chữ đã góa vợ. Nhưng vừa cưới xong, Nguyễn Kiều lại phải đi sứ sang Trung Quốc ba năm. Theo Từ điển văn học (bộ mới), có lẽ trong thời gian xa chồng này bà đã dịch ra quốc âm tập thơ Chinh phụ ngâm từ bản chữ Hán của danh sĩ Đặng Trần Côn.

Năm 1745, Nguyễn Kiều về nước. Năm 1748, ông được cử làm Tham thị ở Nghệ An[10]. Đoàn Thị Điểm cùng đi với chồng, nhưng trên đường đi, bà bị cảm nặng, chạy chữa không khỏi, cuối cùng mất ở Nghệ An vào ngày 11 tháng 9 (âm lịch) năm đó (Mậu Thìn, 1748), lúc 43 tuổi [11]

Thương cảm người bạn đời vắn số, Nguyễn Kiều viết bài văn tế, hết lời ca tụng văn tài và đức hạnh của bà. Trong đó có câu: