วรรณสิงห์ ประเสริฐกุล เป็นบุตรชายคนเล็กในครอบครัวอดีตแกนนำนักศึกษาเรียกร้องประชาธิปไตย เหตุการณ์ 14 ตุลาคม 2516 คือ รศ.ดร.เสกสรรค์ ประเสริฐกุล ในฐานะศิลปินแห่งชาติและอาจารย์ประจำและอดีตคณบดี คณะรัฐศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ผู้เป็นบิดา กับนักเขียนรางวัลซีไรต์ คุณจิระนันท์ พิตรปรีชา ผู้เป็นมารดา มีพี่ชาย 1 คนชื่อ แทนไท ประเสริฐกุล

วัยเรียนเริ่มตั้งแต่ เด็กชายสิงห์ เมื่ออายุ 4 ขวบ ที่โรงเรียนจินตรังษี โดยมีเลขประจำตัวคือ รหัส 70 หลังจากนั้นเด็กชายสิงห์ย้ายไปอยู่สหรัฐอเมริกากับพ่อและแม่อยู่พักหนึ่ง จากนั้นกลับเมืองไทยโดยให้คุณยายเลี้ยงที่จังหวัดตรัง แล้วจึงมาศึกษาระดับมัธยมที่โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย กรุงเทพมหานคร ศึกษาระดับอุดมศึกษาที่คณะเศรษฐศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ภาคภาษาอังกฤษ (หลักสูตร BE หรือ Bachelor of Economics ที่ท่าพระจันทร์) บิดาเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ในคณะรัฐศาสตร์ อันเป็นที่มาให้วรรณสิงห์ศึกษาในคณะเศรษฐศาสตร์ เนื่องจากไม่ต้องการเรียนในคณะที่บิดาเป็นผู้สอน ซึ่งถือว่าเป็นการตัดสินใจที่ส่งผลในทางบวกต่อชีวิต เพราะคงอาจมีหลายประเด็นเกิดขึ้นหากศึกษาในคณะที่บิดาเป็นอาจารย์ผู้สอน[ต้องการอ้างอิง] ชีวิตวัยเด็กเติบโตในจังหวัดตรัง บ้านเกิดของมารดา ด้วยการเลี้ยงดูเอาใจใส่จากคุณยาย (มารดาของจิระนันท์) ตั้งแต่เล็ก และย้ายไปอยู่กับบิดา มารดา ในต่างประเทศ เนื่องจากบิดาจบการศึกษาระดับปริญญาเอกและมารดา จบจากมหาวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกา มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์[2] และเข้ามาศึกษาต่อในกรุงเทพมหานครที่สามเสน จนเป็นนักเรียนแลกเปลี่ยนโครงการเอเอฟเอส

จุดเริ่มต้นของบทบาทนักเขียนจากบทความแรกในโครงการนักเรียนแลกเปลี่ยนเอเอฟเอส ได้เริ่มเขียนให้กับนิตยสาร แพรวสุดสัปดาห์ และมีงานด้านรายการโทรทัศน์ จนได้มีผลงานแสดงครั้งแรก ในภาพยนตร์ อินทรีแดง ต่อมาเป็นผู้ผลิตสารคดีรายการ เถื่อน Travel ออกอากาศทางช่องโทรทัศน์ระบบดิจิทัล จีเอ็มเอ็ม 25 เดินทางกว่า 70 ประเทศทั่วโลกจนถึงปัจจุบัน (กันยายน พ.ศ. 2561)