Đỗ Đức Thịnh sinh năm 1975 tại xóm Lò Heo, gần chợ Bà Chiểu, Sài Gòn, đây là nơi sản sinh ra nhiều nghệ sĩ nổi tiếng khác như Thái Hòa, Cao Minh Đạt, Thanh Thúy,... Anh là con út trong một gia đình gồm 12 anh chị em có cha mẹ đều là người gốc Bắc, cha làm thợ mộc còn mẹ buôn bán rau ngoài chợ. Ai trong nhà cũng có máu nghệ thuật nhưng không thành viên nào theo đuổi con đường này ngoài Thịnh, mặc dù anh tự nhận là người ít máu nhất. Theo Đức Thịnh, hồi nhỏ anh rất hay bị bệnh, năm 4 tuổi, có lần anh nằm trong phòng cấp cứu 24 ngày. Anh bị bệnh phổi, ban khỉ, thủy đậu, suy dinh dưỡng,... yếu đến nỗi khi đứng lên phai bám vào cột, nếu không là té.[2]

Theo mong muốn của gia đình thì vào năm 18 tuổi, anh theo học ngành Kế toán tại Cao đẳng Kinh tế Đối ngoại. Tuy nhiên, vì cảm thấy không phù hợp với ngành học hiện tại nên anh đã thi vào ngành sân khấu và điện ảnh với bạn thân Cao Minh Đạt.[3] Đạt muốn ghi danh vào khoa diễn viên Trường Đại học Sân khấu – Điện ảnh Thành phố Hồ Chí Minh nhưng sợ đi một mình nên rủ thịnh ghi danh chung, sẵn nhờ bạn đóng một vai trong tiểu phẩm của mình. Kết thúc phần thi của Đạt, ban tuyển sinh cho cả hai cùng đậu mà không cần xem tiếp vở diễn của Thịnh.[4] Ở trường này, hai người là sinh viên cùng khóa với nhiều nghệ sĩ như Việt Hương, Tiết Cương, Thúy Nga,...[3] Thịnh tốt nghiệp diễn viên vào năm 1998[4] và tốt nghiệp đạo diễn vào năm 2004[5] hoặc 2005.[4]