Léon-Etienne Duval var den sjette av syv barn. Hans foreldre eide en middels stor gård. Tre av hans søstre ble ordenssøstre og hans nevø, Joseph Marie Louis Duval (1928-2009), ble erkebiskop av Rouen (1981-2003). Han begynte sine prestestudier på seminaret i Annecy før han dro til Roma, hvor han studerte på Det pavelige franske seminaret sammen med blant andre Marcel Lefebvre (1905-91).