ทฤษฎี สหวงษ์เกิดที่จังหวัดบุรีรัมย์ เป็นบุตรคนโตของผู้ช่วยศาสตราจารย์สงวน และพิศมัย สหวงษ์[3] มีน้องชายสองคน[4] บิดาเป็นอาจารย์มหาวิทยาลัยราชภัฏบุรีรัมย์[5] มารดารับราชการครู[6][7]

ทฤษฎีสำเร็จการศึกษาระดับมัธยมศึกษาจากโรงเรียนบุรีรัมย์พิทยาคม เขาสอบเทียบการศึกษานอกระบบจนสามารถสอบเข้าเรียนระดับอุดมศึกษาได้ขณะอยู่ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5[8] ภายหลังสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี คณะวิทยาการจัดการ สาขาบริหารทรัพยากรมนุษย์ มหาวิทยาลัยราชภัฏจันทรเกษม[9][10]

ครั้นสำเร็จการศึกษาเขาทำงานที่ธนาคารไทยพาณิชย์ ระหว่างนั้นเขาก้าวเข้าสู่วงการบันเทิงด้วยการเป็นนายแบบ จากนั้นก็มีข้อเสนองานมากมาย ต่อมาได้รับรางวัลสุดยอดหนุ่มคลีโอ ปี 2004 และตัดสินใจลาออกเพื่อรับงานแสดงเต็มตัว[11] ทางบางกอกดราม่าเห็นแววจึงเรียกเข้าไปแคสต์งาน หลังจากผ่านการทดสอบหน้ากล้องได้เข้าเรียนการแสดงกับช่อง 3 ได้เล่นละครเรื่อง "ลิขสิทธิ์หัวใจ" เป็นเรื่องแรก[12]