Thanh Tuyền sinh ở Đà Lạt, đến năm 17 tuổi mới về sống ở Sài Gòn. Khi ở Đà Lạt, chị theo học trường Bùi Thị Xuân cho đến khi thi xong Trung Học. Tại Sài Gòn, tiếp tục học trường Lê Văn Duyệt tới hết lớp 12. Thanh Tuyền có khiếu về ca nhạc từ khi còn nhỏ với sự chỉ dẫn căn bản về nhạc lý của người cậu và qua một số giờ học nhạc ở trường. Chị đã tham gia nhiều buổi văn nghệ do trường tổ chức, cũng chính vì vậy mà khi mới lên 10 tuổi, với ước vọng trở thành ca sĩ, Thanh Tuyền được mọi người gọi là 'thần đồng' với tên thật là Như Mai sau khi đi dự giải 'thần đồng' của Đà Lạt năm 1959.