Nguyễn Cao Kỳ wurde als Sohn eines Lehrers in der Provinz Sơn Tây geboren. Er schloss seine Schulausbildung am "Lycée Chu Văn An" in Hanoi ab. Er wurde an einer Militärschule in Nam Định zum Offizier ausgebildet und verließ diese im Rang eines Leutnants der im Aufbau befindlichen Armee der Republik Vietnam. 1953 bis 1954 wurde er von der französischen Luftwaffe in Frankreich und Nordafrika zum Piloten ausgebildet, diente dann als Transportpilot und nahm kurz am Algerienkrieg teil. Nach der französischen Niederlage in der Schlacht um Điện Biên Phủ kehrte er im Dezember 1954 nach Vietnam zurück.