พิชัย เกียรติวินัยสกุล เกิดเมื่อวันที่ 3 ธันวาคม พ.ศ. 2498 เป็นบุตรของนายเตี๊ยกกู่ แซ่โง้ว และนางฮุ้น สุภาพัตร์ มีพี่น้อง 7 คน หนึ่งในนั้นคือนายพูนศักดิ์ เกียรติวินัยสกุล ส.อบจ.ลพบุรี ซึ่งเคยถูกลอบสังหาร แต่สามารถรอดชีวิตมาได้[1] และเป็นญาติของนายณัฐพล เกียรติวินัยสกุล อดีต ส.ส.ลพบุรี พรรคไทยรักไทย ที่ปัจจุบันย้ายไปสังกัดพรรคภูมิใจไทย

สำเร็จการศึกษาปริญญาตรี สาขานิติศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง สมรสกับนางพรรณอร มีบุตร 3 คน