Trần Kim Tuyến sinh năm 1925 ở Nga Sơn, Thanh Hóa trong một gia đình Công giáo. Thời nhỏ ông học trường dòng ở Thanh Hóa, năm 1943 ra Hà Nội có một thời gian học ở Đại Chủng viện, sau khi đỗ tú tài về lại Thanh Hóa dạy học cũng tại một trường dòng. Năm 1949 lại ra Hà Nội học Luật và Y khoa. Tốt nghiệp khoa Luật nhưng về Y khoa ông chưa học xong thì bị động viên vào quân đội (thuộc Pháp), vào học trường Quân Y và ra trường với cấp bậc trung úy (trình độ chuyên môn tương đương y sĩ). Gọi là "bác sĩ" nhưng thực ra ông chưa có bằng bác sĩ và chưa bao giờ hành nghề y cả.