Nguyễn Thượng Hiền tự Đỉnh Nam, hiệu Mai Sơn, Long Sơn, Thiếu Mai Sơn Nhân, Giao Chỉ Khách, Bão Nhiệt, Đỉnh Thần, tục gọi ông Đốc Nam (vì từng làm Đốc học Nam Định). Sinh năm 1868 trong một gia đình Nho học tại làng Liên Bạt, huyện Ứng Hoà, tỉnh Hà Đông (nay thuộc thành phố Hà Nội). Ông là con rể quan Phụ chính Đại thần Tôn Thất Thuyết. Thân phụ của ông là Nguyễn Thượng Phiên, đậu Hoàng giáp khoa Nhã sĩ niên hiệu Tự Đức thứ 18 (1865), giữ chức Tham tri Bộ công, rồi Thượng thư Bộ Công niên hiệu Thành Thái (1889).