สุรพงษ์ โตวิจักษณ์ชัยกุล เกิดเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2496 ที่จังหวัดเชียงใหม่ เป็นญาติของทักษิณ ชินวัตร อดีตนายกรัฐมนตรี เนื่องจากสุมาลี โตวิจักษณ์ชัยกุล น้าของสุรพงษ์ แต่งงานกับเสถียร ชินวัตร อาของ ทักษิณ ชินวัตร[5] สุรพงษ์ โตวิจักษณ์ชัยกุล เคยสมรสกับอัญชลี โตวิจักษณ์ชัยกุล มีบุตร 2 คน คือ ณัฐพล โตวิจักษณ์ชัยกุล และศุภิสรา โตวิจักษณ์ชัยกุล

สุรพงษ์ โตวิจักษณ์ชัยกุล สำเร็จการศึกษาระดับมัธยมปีที่ 5 จากโรงเรียนมงฟอร์ตวิทยาลัย ได้รับปริญญาวิศวกรรมศาสตร์บัณฑิต จากมหาวิทยาลัยขอนแก่น, ปริญญาวิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต จากมหาวิทยาลัยยังทาวน์สเตท รัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา และปริญญาวิศวกรรมศาสตร์ดุษฎีบัณฑิต จากมหาวิทยาลัยแห่งแอเคริน รัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา มีน้องชายชื่อ สุพจน์ โตวิจักษณ์ชัยกุล รองปลัดกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม[6]

ศาลฎีกาแผนกคดีอาญานักการเมืองมีคำพิพากษาเมื่อวันที่ 19 มิถุนายน พ.ศ. 2561 ให้ลงโทษจำคุก 2 ปีโดยไม่รอลงอาญา เขาได้รับการประกันตัวในวันดังกล่าวด้วยวงเงิน 5 ล้านบาท[7] โดยศาลมีคำสั่งห้ามออกนอกประเทศ