ทนุศักดิ์ เล็กอุทัย เกิดเมื่อวันที่ 14 มิถุนายน พ.ศ. 2500 เป็นบุตรของนายไทยธชา และนางอัมพร มีน้อง 1 คน จบการศึกษาชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นจากโรงเรียนอุตรดิตถ์ มัธยมศึกษาตอนปลายจากโรงเรียนอำนวยศิลป์ พระนคร สำเร็จการศึกษานิติศาสตรบัณฑิต มหาวิทยาลัยรามคำแหง รัฐประศาสนศาสตรมหาบัณฑิต สาขาการเมืองการปกครอง มหาวิทยาลัยศรีปทุม และศิลปศาสตรมหาบัณฑิต สาขาไทยศึกษา มหาวิทยาลัยรามคำแหง สมรสและหย่า มีบุตร 2 คน เขาถูกออกหมายจับเนื่องจากเข้าร่วมชุมนุมกับกลุ่มนปช. ในความไม่สงบทางการเมืองในประเทศไทย เมษายน พ.ศ. 2552