Moltke var født på godset Riesenow i Mecklenburg og var tysk av fødsel. Hans far, oberstløytnant Joachim von Moltke (død 1730), gift med Magdalene Sophie f. von Cothmann, hadde imidlertid vært dansk offiser, en av hans onkler var stallmester hos Frederik IVs bror prins Karl, en annen var amtmann på Møn. Denne siste, Caspar Gottlob Moltke, fikk han i 1722 ansatt som pasje hos daværende kronprins Christian. Da han i 1730 ble utnevnt til kammerpasje hos den 7-årige prins Frederik (den senere Frederik V), la dette grunnlaget for et nært forhold som varte til Frederiks død.