Hoàn Tư Đậu hoàng hậu, húy Diệu (妙), nguyên quán ở huyện Bình Lăng, quận Phù Phong (nay là phía Tây Bắc Hàm Dương, tỉnh Thiểm Tây). Đậu hậu xuất thân danh môn Phù Phong Đậu thị (扶風竇氏), thủy tổ Đại tư không An Phong Đái hầu Đậu Dung (竇融), hậu duệ 7 đời của Đậu Quảng Quốc (竇廣國) - em trai Hiếu Văn Đậu hoàng hậu. Thời Đông Hán, Đậu Dung trở thành khai quốc công thần khi giúp đỡ Hán Quang Vũ Đế, trở thành một trong Vân Đài nhị thập bát tướng[1]. Chương Đức Đậu hoàng hậu và Đậu Hiến là cháu của Đậu Dung.

Tổ phụ của Hoàn Tư Đậu Hoàng hậu tên Đậu Phụng (竇奉), là Thái thú Định Tương, một tằng tôn của Đậu Dung. Thân phụ bà là Đậu Vũ, một quan đại thần bậc trung trong chính quyền Hán Hoàn Đế và là một học giả Nho giáo nổi tiếng[2]. Sau sự kiện Chương Đức hậu và Đậu Hiến, nhà họ Đậu bị biếm truất về cố hương. Đậu Vũ tuổi trẻ giỏi võ, danh tiếng vang khắp vùng Quan Tây[3].

Năm Diên Hi thứ 8 (165), Hoàng hậu Đặng Mãnh Nữ bị phế. Cùng năm đó, Đâu Diệu nhập cung trở thành phi tần, phong vị Quý nhân, cha bà Đậu Vũ thăng làm Lang trung[4]. Ngày 20 tháng 10, Quý nhân Đậu Diệu được lập làm Hoàng hậu[5].

Đậu hoàng hậu không được Hán Hoàn Đế sủng ái, người được Hoàn Đế yêu thích nhất là Thải nữ Điền Thánh (田聖), nhưng Điền Quý nhân lại xuất thân kém, do vậy vị trí Hoàng hậu rơi vào tay Đậu Quý nhân có xuất thân cao hơn[6]. Cha bà là Đậu Vũ nhờ vị trí ngoại thích được thăng từ Lang trung lên "Việt kỵ hiệu úy", tước Hòe Lý hầu (槐里侯), thực ấp 5.000 hộ[7]. Sang năm (166), Đậu Vũ được bái Thành môn Giáo úy (城门校尉). Trong thời gian nhậm chức, Đậu Vũ mộ binh danh sĩ, liêm khiết làm theo việc công, không tiếp thu tặng lễ hối lộ, trong nhà chỉ đủ ăn đủ mặc mà thôi[8].

Năm Vĩnh Khang nguyên niên (167), trong giai đoạn đầu của Đảng Cố chi họa (黨錮之禍), Đậu Vũ đã can thiệp thay mặt cho các đại thần bị các hoạn quan chuyên quyền lấn át và ngăn cản tử hình các Nho sĩ. Nhờ thành tích trên, cha con Đậu Vũ và Đậu hậu được xem như niềm hi vọng để chống lại nạn hoạn quan[8][9].