อนุสรณ์ วงศ์วรรณ เกิดมื่อวันที่ 7 มกราคม พ.ศ. 2495 ที่จังหวัดแพร่ มีชื่อเล่นว่า ''โอน'' หรือที่นิยมเรียกกันว่า ''เสี่ยโอน'' เป็นบุตรชายคนโตของนายณรงค์ หรือพ่อเลี้ยงณรงค์ วงศ์วรรณ[1] ( บุตรพ่อเจ้าแสน วงศ์วรรณ ) สืบเชื้อสายมาจากเจ้าแสนเสมอใจเครือญาติเจ้าหลวงเทพวงศ์ลิ้นตอง เจ้าผู้ครองนครแพร่องค์ที่19 อดีตหัวหน้าพรรคสามัคคีธรรม และ นางอุไร หรือแม่เลี้ยงอุไร วงศ์วรรณ สำเร็จการศึกษามัธยมต้นจากโรงเรียนมงฟอร์ตวิทยาลัย จ.เชียงใหม่ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย จากวิทยาลัยบางแสน จ.ชลบุรี ระดับปริญญาตรีจากวิทยาลัยไวด์เนอร์ รัฐเพนซิลเวเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา และระดับปริญญาโท (ด้านวิศวกรรมอุตสาหการ) จากมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนาสเตต ประเทศสหรัฐอเมริกา[2]