魏太祖武皇帝，乃沛国谯县（今安徽亳州）人氏，姓曹，名操，字孟德，乃是汉代相国曹参的后裔。据《曹瞒传》记载，太祖另有一名为吉利，小字阿瞒。而王沈所着的《魏书》则称，其先祖可追溯至黄帝时代。在高阳氏统治时期，陆终的儿子名叫安，他便是曹姓的始祖。周武王攻克殷商后，为延续先代的祭祀，将曹侠封于邾地。春秋时期，邾国频繁参与诸侯盟会；到了战国时代，邾国不幸被楚国所灭。曹侠的子孙四处流散，其中一部分便在沛地定居下来。当汉高祖兴起之时，曹参因赫赫战功被封为平阳侯，其爵位世袭罔替，中间虽曾断绝，但后来又得以延续，直至今日，曹参的嫡系子孙仍然在容城承袭着封国。
汉桓帝时期，曹腾担任中常侍大长秋这一重要官职，并被封为费亭侯。据司马彪所着的《续汉书》记载，曹腾的父亲曹节，字元伟，向来以仁爱宽厚着称。有一次，邻居家走失了一头猪，因其模样与曹节家的猪十分相似，邻居便径直上门认领，曹节并未与之争辩。后来，邻居走失的猪自己跑回了家，猪主人感到羞愧万分，不仅送回了之前认领的猪，还向曹节诚恳致歉，曹节则微笑着接受了。此事之后，曹节在乡里备受敬重与赞叹。曹节育有多个儿子，长子叫伯兴，次子叫仲兴，三子叫叔兴，曹腾字季兴，年少时便被选任为黄门从官。永宁元年，邓太后下诏，令黄门令挑选年少温和且谨慎的中黄门从官，陪伴皇太子读书学习，曹腾有幸被选中。皇太子对曹腾格外亲近喜爱，在饮食和赏赐方面，都与其他人有所不同。等到顺帝即位，曹腾先是担任小黄门，后来又逐步升迁，最终成为中常侍大长秋。他在宫廷任职长达三十多年，先后侍奉过四位皇帝，却从未有过任何过失。曹腾乐于举荐贤能之士，且从不在背后诋毁他人。他所举荐的人才，如陈留的虞放、边韶，南阳的延固、张温，弘农的张奂，颍川的堂谿典等人，后来都官至公卿之位，而曹腾却从不居功自傲。蜀郡太守曾通过计吏向曹腾表达敬意，益州刺史种暠在函谷关查获了太守给曹腾的书信，便上报弹劾太守，同时参奏曹腾作为内臣却与外官结交，这种行为不符合宫廷规矩，请求将其免官治罪。然而，皇帝却认为：“书信是从外面送来的，曹腾并没有主动去联系，这不是他的过错。”于是搁置了种暠的奏章。曹腾对此事并未放在心上，反而时常称赞种暠，认为他懂得侍奉君主的礼节。后来种暠官至司徒，他曾对人说：“我今日能登上三公之位，多亏了曹常侍的恩情。”曹腾的诸多行事，大多如此。桓帝即位后，因曹腾是先帝的旧臣，且忠孝之举十分显着，便封他为费亭侯，并加位特进。到了太和三年，曹腾被追尊为高皇帝。
曹腾的养子曹嵩继承了他的爵位，曹嵩在仕途上一路高升，最终官至太尉，但其身世来历却难以确切考证。《续汉书》中记载，曹嵩字巨高，为人质朴敦厚、谨慎小心，无论身处何地，都能尽忠尽孝。他曾任司隶校尉，汉灵帝时被提拔为大司农、大鸿胪，后来又接替崔烈担任太尉一职。黄初元年，曹嵩被追尊为太皇帝。不过，吴人所着的《曹瞒传》以及郭颁所着的《世语》都称，曹嵩本是夏侯氏之子，是夏侯惇的叔父，如此一来，太祖曹操与夏侯惇便是堂兄弟关系。曹嵩生下了太祖曹操。
太祖曹操年少之时，便展现出机警聪慧的特质，心中颇有权谋智数。然而，他为人行侠仗义，性格洒脱不羁，对那些世俗的家业并不上心，也不致力于经营常规的事业，所以当时的人们并未觉得他有什么特别之处。据《曹瞒传》记载，曹操年少时热衷于飞鹰走狗，整日四处游荡，毫无节制。他的叔父对此十分担忧，多次向曹操的父亲曹嵩提及此事。曹操为此深感苦恼，后来有一次在路上遇到叔父，他便佯装面部扭曲、口眼歪斜。叔父见状十分奇怪，询问他原因，曹操回答说：“突然中风了。”叔父赶忙将此事告诉曹嵩，曹嵩大为惊愕，急忙唤来曹操，却发现他的面部和言语都恢复了正常。曹嵩疑惑地问道：“你叔父说你中风了，这么快就好了？”曹操故作委屈地说：“我本来就没有中风，只是叔父不喜欢我，所以才故意这样说罢了。”曹嵩听后，心中便对弟弟的话产生了怀疑。从那以后，叔父再向曹嵩告状，曹嵩都不再相信。曹操因此更加肆意随性地行事。
不过，梁国的桥玄和南阳的何颙却独具慧眼，认为曹操绝非等闲之辈。桥玄曾对曹操说：“天下即将陷入大乱，若不是具有经世之才的人，根本无法拯救这乱世。我看能够安定天下的人，或许就是你啊！”《魏书》记载，太尉桥玄向来以善于识别人才而闻名于世，他见到曹操后，便对其另眼相看，说道：“我见过的天下名士多得数不胜数，但却从未见过像你这样的人！你一定要好好保重自己。我年事已高，希望能将妻子儿女托付给你。”经此一番赞誉，曹操的声名更加远扬。《续汉书》中提到，桥玄字公祖，为人严明且富有才略，尤其擅长品评人物。张璠所着的《汉纪》中说，桥玄在朝廷内外担任过诸多要职，以刚正果断着称，他为人谦逊，礼贤下士，从不凭借王爵之便为自己的亲属谋取私利。光和年间，桥玄担任太尉，后来因长期患病被策令罢免，改任太中大夫，去世时，家中贫困，甚至连安葬棺柩的产业都没有，当时的人们因此将他视为一代名臣。《世语》中还记载，桥玄对曹操说：“你现在还没有什么名气，可以去结交许子将。”曹操听后，便前去拜访许子将，许子将接纳了他，曹操也因此逐渐在当时的名士圈中崭露头角。孙盛的《异同杂语》则记载，曹操曾私自潜入中常侍张让的府邸，被张让察觉。危急时刻，他在庭院中挥舞着手戟，巧妙地翻墙逃脱。曹操武艺超群，当时竟无人能伤到他。他平日里还广泛阅读各类书籍，尤其喜爱兵法，不仅抄录汇集了诸多名家兵法，着有《接要》一书，还为孙武的《十三篇》作注，这些着作都在世间流传。曹操曾问许子将：“你觉得我是怎样的一个人？”许子将起初并未回答。曹操坚持追问，许子将才说道：“你在太平盛世会是一位能臣，在乱世之中则会成为奸雄。”曹操听后，不禁大笑起来。
曹操二十岁的时候，通过察举孝廉的途径被推举为郎官，随后被任命为洛阳北部尉，不久后又升迁为顿丘令。据《曹瞒传》记载，曹操刚到尉廨任职时，便对四门进行修缮整治。他还特制了五色棒，在县门左右各悬挂十多枚。只要有人触犯禁令，无论对方是豪门权贵还是普通百姓，他一概用棒打死。几个月后，汉灵帝宠爱的小黄门蹇硕的叔父在夜间违禁出行，曹操毫不留情，当即下令将其棒杀。此事之后，整个京城的人都收敛了许多，再也没有人敢轻易触犯禁令。那些皇帝身边受宠的近臣们虽然对曹操心怀怨恨，却又无可奈何，找不到机会伤害他，于是便共同举荐他，曹操因此得以升迁为顿丘令。后来，曹操又被征召任命为议郎。《魏书》记载，曹操的从妹夫、氵隐强侯宋奇因罪被诛杀，曹操受牵连而被免官。后来，因为他精通古代学术，又被重新征召为议郎。此前，大将军窦武、太傅陈蕃谋划诛杀宦官，结果反而被宦官所害。曹操上书为窦武等人鸣不平，称他们正直忠诚却遭陷害，如今奸邪之人充斥朝堂，贤良之士却被阻塞了进身之路，言辞十分恳切。但汉灵帝并没有采纳他的建议。此后，朝廷下诏命令三公府：检举奏报那些治理地方政事无方、致使百姓编唱歌谣来讽刺的官员，并将他们罢免。然而，当时的三公大多奸邪不正，他们为了迎合世俗、保住官位，纷纷行贿受贿。那些有权有势的豪强即便作恶多端，也不会被检举奏报；而那些坚守正道的弱小官员，却大多遭到诬陷诋毁。曹操对此深感痛恨。这一年，朝廷因出现灾异现象而广泛征求大臣们对朝政得失的看法，曹操趁机再次上书恳切劝谏，指出三公在检举奏报时，专门回避皇亲国戚的不当行为。奏章呈上后，天子有所感悟，并将奏章拿给三公府看，严厉斥责了他们。那些因百姓歌谣而被征召的官员都被任命为议郎。从那以后，政治教化日益混乱，豪强猾吏更加猖獗，许多措施都遭到破坏。曹操深知局势已无法挽回，便不再向朝廷进谏献策。