สมเด็จพระจักรพรรดิบ๋าว ดั่ย ประสูติในพระยศเจ้าชายเหงียน ฟุก หวิญ ถวิ (Nguyễn Phúc Vĩnh Thụy, 阮福永瑞) ณ พระราชวังดวาน-จาง-เวียน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในเมืองต้องห้ามสีม่วง ซึ่งเป็นเมืองหลวงในขณะนั้น ภายหลังพระองค์ได้เปลี่ยนพระนามเป็น เหงียน หวิญ ถวิ (Nguyễn Vĩnh Thụy) พระราชบิดาของพระองค์คือ สมเด็จพระจักรพรรดิขาย ดิ่ญ แห่งอันนัม พระมารดาของพระองค์เป็นพระมเหสีพระองค์ที่ 2 ของพระจักรพรรดิคือ เจ้าหญิงตื่อ กุง ผู้ซึ่งได้เปลี่ยนพระนามเป็น ดวาน ฮวี เมื่อพระนางทรงอภิเษกสมรสในปี ค.ศ. 1913 พระองค์ได้ไต่เต้าเลื่อนตำแหน่งต่าง ๆ ในช่วงหลายปีนี้ซึ่งบ่งบอกได้ว่าพระองค์เป็นที่โปรดปรานของพระราชสวามี จนกระทั่งพระนางได้เป็นสมเด็จพระพันปีหลวงในปี ค.ศ. 1933 เวียดนามถูกปกครองจากเว้โดยราชวงศ์เหงียนมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1802 รัฐบาลฝรั่งเศส ซึ่งได้ควบคุมภูมิภาคนี้ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 ได้แบ่งเวียดนามออกเป็น 3 ส่วน คือ รัฐอารักขาตังเกี๋ย, รัฐอารักขาอันนัม และอาณานิคมโคชินไชนา ราชวงศ์เหงียน ยังได้ปกครองอันนัมตามปกติ

เมื่อพระชนมายุ 9 พรรษา เจ้าชายเหงียน ฟุก หวิญ ถวิ ถูกส่งไปยังฝรั่งเศส เพื่อศึกษาที่โรงเรียนมัธยมปลายกงดอร์แซ (Lycée Condorcet) และหลังจากนั้นเข้าศึกษาในสถาบันรัฐศึกษาปารีส (Institut d'Études Politiques de Paris) ในปี ค.ศ. 1923 ต่อมาในปี ค.ศ. 1926 พระองค์ทรงครองราชสมบัติหลังจากการเสด็จสวรรคตของพระบิดา ในพระนาม บ๋าว ดั่ย (Bảo Đại "ร่องรอยแห่งความยิ่งใหญ่" หรือ "ผู้เก็บรักษาความยิ่งใหญ่") แต่พระองค์ทรงไม่ได้ขึ้นครองราชย์อย่างเต็มรูปแบบ ทรงต้องกลับไปศึกษาที่ฝรั่งเศส