เขาเกิดที่กรุงเทพมหานคร มีชื่อเล่นว่า "หนู" ที่สื่อมวลชนนิยมเรียกกัน​ว่า "เสี่ยหนู" เป็นบุตรคนโตของนายชวรัตน์ ชาญวีรกูล รัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย ในรัฐบาลของนายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ และผู้ก่อตั้ง บมจ.ซิโน-ไทย เอ็นจีเนียริ่งแอนด์คอนสตรัคชั่น อนุทินสำเร็จการศึกษาระดับมัธยมศึกษาจากโรงเรียนอัสสัมชัญ และระดับอุดมศึกษาด้านวิศวกรรมศาสตร์ จากมหาวิทยาลัย Hofstra ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อปี พ.ศ. 2532 และจากคณะพาณิชยศาสตร์และการบัญชี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (Mini MBA) เมื่อปี พ.ศ. 2533 [2]

ชีวิตส่วนตัว สมรสครั้งแรกกับสนองนุช (สกุลเดิม วัฒนวรางกูร) เมื่อปี พ.ศ. 2533 มีบุตร 2 คน คือ นัยน์ภัค และเศรณี ชาญวีรกูล ต่อมาในปี พ.ศ. 2556 อนุทินได้หย่ากับสนองนุช และสมรสใหม่กับศศิธร (สกุลเดิม จันทรสมบูรณ์) รองกรรมการผู้จัดการ แรนโช ชาญวีร์ รีสอร์ท แอนด์ คันทรีคลับ ปากช่อง[3][4] ต่อมาในเดือนมกราคม พ.ศ. 2562 อนุทินได้หย่ากับศศิธร[5] อนุทินมีความชื่นชอบส่วนตัวคือ สะสมพระเครื่อง[6]