Hoàng Đạo Thúy sinh năm 1900 tại số nhà 7 phố Hàng Đào, Hoàn Kiếm, Hà Nội. Tổ tiên ông vốn gốc họ Cung ở làng Kim Lũ, xã Đại Kim, huyện Thanh Trì, phủ Thường Tín, tỉnh Hà Đông (nay thuộc quận Hoàng Mai, Hà Nội). Cha của ông là một nhà Nho tên Hoàng Đạo Thành, hiệu Cúc Lữ. Đích mẫu của ông là bà Thu Minh. Mẹ của ông tên là Nguyễn Thị Môn, là vợ thứ hai. Chị gái ông tên Hoàng Thị Uyên, thường gọi là bà Cả Mọc.
