ณฐนนท ทวีสิน เกิดเมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2489 สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี สาขารัฐศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (สิงห์แดง) ระดับปริญญาโท สาขารัฐประศาสนศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยแคนซัส ประเทศสหรัฐอเมริกา สำเร็จปริญญาบัตรหลักสูตรการป้องกันราชาอาณาจักร รุ่นที่ 39 จากวิทยาลัยป้องกันราชอาณาจักร และประกาศนียบัตรชั้นสูง หลักสูตรการบริหารงานภาครัฐและกฎหมายมหาชน สถาบันพระปกเกล้า พ.ศ. 2544-2545