เกิดเมื่อวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2494 เป็นบุตรของ ร.ต.ถาวร กับนางมันทนา ภูวนาถนรานุบาล สำเร็จการศึกษาระดับมัธยมต้นที่โรงเรียนเซนต์คาเบรียล และระดับมัธยมปลายที่โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา เมื่อปี พ.ศ. 2512 หลังจากสำเร็จการศึกษาในระดับปริญญาตรี สาขาเศรษฐศาสตร์ จาก London School of Economics and Political Sciences ประเทศอังกฤษ เมื่อปี พ.ศ. 2517 ต่อจากนั้นได้สำเร็จหลักสูตรประกาศนียบัตรสอบบัญชีชั้นสูง The Fellow of Chartered Accountants สถาบันการสอบบัญชีของประเทศอังกฤษ ในปี 2520 และหลักสูตร Senior Managers in Government ที่ John F. Kennedy School มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ประเทศสหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ. 2544

ด้านชีวิตครอบครัวสมรสกับนางวรรณพร ภูวนาถนรานุบาล (สกุลเดิม อู่อุดมยิ่ง) มีบุตร 3 คน คือ นางสาวธนพร ภูวนาถนรานุบาล นายคณิน ภูวนาถนรานุบาล และนางสาวฐานิตา ภูวนาถนรานุบาล