Theo sách “Hoàng Lê nhất thống chí”, Phạm Đình Trọng là người làng Khinh Dao, huyện Giáp Sơn, trấn Hải Dương, nay là huyện An Dương, thuộc thành phố Hải Phòng. Ông sinh ngày 22-2-1714, niên hiệu Vĩnh Thịnh thứ 10. Ông có tướng mạo khôi ngô, tư chất thông minh, lại được học sớm, từ 7 tuổi gia đình đã cho theo các thầy nổi tiếng trong vùng học võ, học văn nên 20 tuổi, ông thi đỗ Hương cống. Khoa thi năm 1739, ông thi đỗ Đệ tam giáp Đồng tiến sĩ. Một năm sau, ông được triều đình bổ nhiệm làm Hiệu thảo Viện Hàn lâm.