แพทย์หญิง พักตร์พิไล ทวีสิน (สกุลเดิม: ปลัดรักษา) เกิดเมื่อวันที่ 29 มกราคม พ.ศ. 2504 ที่กรุงเทพมหานคร เป็นบุตรสาวของ พลตํารวจโท ผ่อน ปลัดรักษา อดีตผู้บัญชาการตำรวจภูธรภาค 3 และตำรวจภูธรภาค 5[4][5] กับนางอุดมศรี ปลัดรักษา (สกุลเดิม: รามอินทรา) มีพี่น้อง 4 คน[6][7] เธอยังเป็นหลานตาของ พลตํารวจโท พระรามอินทรา (ดวง จุลัยยานนท์) อดีตอธิบดีกรมตำรวจ คนที่ 6 และอดีตปลัดกระทรวงมหาดไทยคนที่ 11 และเป็นญาติกับคุณหญิง วิมล ศิริไพบูลย์ ผ่านทางสายสกุลของมารดา[8][ต้องการแหล่งอ้างอิงดีกว่านี้]

เธอสำเร็จการศึกษาระดับมัธยมศึกษาจากโรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ปทุมวัน[7] ปริญญาตรีแพทยศาสตรบัณฑิต จากคณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย[9]