Thầy Nguyễn Hà Duy sinh năm 1998 trong một gia đình nhà giáo tại Tuyên Quang, từ một cậu học trò mê con số và say sưa với bài toán khó, Duy đã sớm bộc lộ tố chất nổi bật với những thành tích học tập ấn tượng: Giải Nhì học sinh giỏi toàn diện cấp tỉnh từ năm lớp 5, giải Ba Toán Tuổi thơ cấp tỉnh, giải Nhất kỳ thi học sinh giỏi Tin học lớp 9 khi còn học lớp 8, giải Nhì kỳ thi học sinh giỏi Toán cấp tỉnh lớp 9. Với bản tính hiếu học, trong thời gian học tại Trường THPT Chuyên, tỉnh Tuyên Quang (lớp chuyên Toán, khoá 27), thầy Duy tiếp tục ghi dấu ấn với giải Ba kỳ thi HOMC do Hội Toán Hà Nội tổ chức, Huy chương Đồng và Huy chương Vàng Trại hè Hùng Vương, đặc biệt là hai năm liên tiếp đạt giải học sinh giỏi Quốc gia môn Toán và luôn là một lớp trưởng gương mẫu, tích cực tham gia các hoạt động của trường, của Đoàn, của lớp.
Sau khi tốt nghiệp phổ thông, thầy được tuyển thẳng vào lớp chất lượng cao ngành Sư phạm Toán tại Trường ĐHSP Hà Nội và tốt nghiệp loại Giỏi. Đây là môi trường giúp thầy rèn luyện tư duy khoa học, kỹ năng sư phạm và tinh thần đổi mới - những yếu tố làm nên phong cách giáo dục hiện đại của thầy ngày hôm nay.