โชคชัยเกิดที่อำเภอลาดยาว จังหวัดนครสวรรค์ เป็นบุตรคนโตของ นายประมวล-นางบุญเลี่ยม บัณฑิตศิละศักดิ์ มีน้องชาย 1 คนคือ นายไกรลาศ บัณฑิตศิละศักดิ์

โชคชัยเข้าเรียนชั้นประถมศึกษาที่โรงเรียนปฐมสิทธิ์พิทยาคาร (ป. 1 – 4) แล้วเรียนต่อโรงเรียนบูรพาศึกษา ในอำเภอลาดยาว จังหวัดนครสวรรค์จนจบ ป.6 หลังจากนั้นเข้าเรียน ป.7 ที่โรงเรียนลาซาลโชติรวีนครสวรรค์ และเข้าเรียนมัธยมศึกษา (ม.ศ. 1-5) ในโรงเรียนนครสวรรค์ ในอำเภอเมืองนครสวรรค์

หลังจากจบชั้นมัธยมศึกษา โชคชัยได้เข้าเรียนระดับปริญญาตรี รัฐศาสตรบัณฑิต จากภาควิชารัฐศาสตร์ คณะสังคมศาสตร์ (ปัจจุบันคือ คณะรัฐศาสตร์และรัฐประศาสนศาสตร์) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และศึกษาต่อระดับปริญญาโท ศิลปศาสตรมหาบัณฑิต (ไทยศึกษา) จากคณะมนุษยศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง