พระองค์เป็นพระราชโอรสของ พระยาอู่ ที่ประสูติแต่ พระนางสิริราชเทวีแห่งหงสาวดี มีพระนามว่า พ่อขุนเมือง[note 1] พระมารดาของพระองค์เป็นพระสนมมาก่อนแต่ภายหลังกลายเป็นพระมเหสีพร้อมพระอิสริยยศว่า ราชเทวี[1] พระองค์ประสูติ ป. พ.ศ. 1913[note 2]

ตามพงศาวดาร ราชาธิราช ได้บันทึกไว้ว่าพระองค์หล่อเหลาและสำรวมจึงเป็นที่โปรดปรานของพระราชบิดา[2] พระยาอู่ผู้เป็นพระบิดาจึงสถาปนาพ่อขุนเมืองเป็นรัชทายาทเมื่อ พ.ศ. 1925[3] ต่อมาในปี พ.ศ. 1926 พระพลานามัยของพระยาอู่ทรุดโทรมลงพระองค์จึงยกพระราชอำนาจการบริหารราชการแผ่นดินให้กับ พระมหาเทวีแห่งหงสาวดี พระเชษฐภคินีทำให้เกิดกลุ่มการเมืองที่ต่อต้านพระนางอย่างลับ ๆ ขึ้นในพระราชสำนัก พ่อขุนเมืองมีคู่แข่งที่น่ากังวลคือพระเชษฐาต่างพระมารดา พระยาน้อย ซึ่งถูกเกลี้ยกล่อมโดยเสนาบดี สมิงชีพราย ให้เริ่มต้นการกบฏ พระองค์ถูกสมเด็จพระปิตุจฉา (ป้า) คุกคามมากเกินไป พระองค์จึงได้ประกาศเป็นพันธมิตรกับพระยาน้อยด้วยพระองค์เอง[4]

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 1926 พระยาน้อยเริ่มต้นการกบฏที่ ตะเกิง 60 กิโลเมตรทางตะวันตกเฉียงใต้ของราชธานี หงสาวดี[5] หลังการสวรรคตของพระยาอู่ในเดือนมกราคม พ.ศ. 1927 ราชสำนักได้อัญเชิญพระยาน้อยขึ้นสืบราชบัลลังก์เถลิงพระนามว่า พระเจ้าราชาธิราช