Đỗ Khuyển quê ở làng Đa Mỹ, huyện Cổ Lôi, trấn Thanh Hoa (nay là làng Thịnh Mỹ, xã Thọ Diên, huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa).[1] Ông nội là Đỗ Lương lấy vợ họ Lê. Cha ông là Đỗ Lỗi làm tướng cho nhà Hồ, cũng lấy vợ họ Lê. Năm 1407, quân Minh xâm lược nước Đại Ngu. Đỗ Lỗi tử trận ở cửa biển Giao Thủy. Về sau, khi Đỗ Khuyển hiển quý, cha và ông của ông đều được truy tặng Huyện hầu, mẹ và bà được truy tặng Quận phu nhân.[2]

Đỗ Khuyển sinh năm 1400 thời vua Trần Thiếu Đế, mồ côi cha từ nhỏ. Về sau, ông đến nương nhờ hào trưởng ấp Lam là Lê Lợi. Văn bia Khai quốc công thần Thái sư Định quốc công Đỗ Đại bi sự tích chép tên ông là Đại (大), nhưng các nhà nghiên cứu đều cho rằng đó là do con cháu thấy chữ "khuyển" (犬; con chó) có nghĩa xấu nên sửa lại.[2]