Дени Дидро родился в Лангре (Шампань). Его родителями были Дидье Дидро (1685—1759), ножовщик и метрдотель, и его жена Анжелика Виньерон (1677—1748). Трое из пяти его братьев и сестер дожили до зрелого возраста, Дениз Дидро (1715—1797) и их младший брат Пьер-Дидье Дидро (1722—1787), и, наконец, их сестра Анжелика Дидро (1720—1749). По словам Артура МакКэндлеса Уилсона, Дени Дидро очень восхищался своей двоюродной сестрой Дениз, иногда называя её «Сократом женского пола».
Дидро начал своё формальное образование в иезуитском колледже в Лангресе, получив степень магистра гуманитарных наук в области философии в 1732 году. Затем он поступил в коллеж д `Аркур (Le collège d’Harcourt) в Парижском университете. Он отказался от идеи войти в духовенство в 1735 году и вместо этого решил учиться на Парижском юридическом факультете. Однако его изучение права было недолгим, и в начале 1740-х годов он решил стать писателем и переводчиком. . Из-за его отказа заняться одной из ученых профессий отец отрекся от него, и следующие десять лет он вел богемную жизнь.
В 1765 году Дидро с целью улучшить своё материальное положение и собрания средств для приданого дочери он выразил желание продать свою знаменитую библиотеку. Его друг, русский посол в Париже с 1762 года, князь Д. А. Голицын посоветовал Екатерине II купить это собрание. Российская императрица приобрела библиотеку писателя за очень значительные деньги (15 000 ливров), с сохранением за Дидро права на пожизненное пользование книгами и сделав его её библиотекарем. Книги перевезли в арендованный дом в Париже с правом писателя пользоваться ими.
Этому явлению благоприятствовало отсутствие чётких правил наследования престола при непрестанной борьбе дворцовых группировок. В условиях абсолютной монархии дворцовый переворот оказывался единственным действенным обратной связи между верховной властью и обществом, точнее, его дворянской верхушкой.