Charles du Fay var sønn av Charles Jerome de Cisternay du Fay (1662-1723) og Elisabeth Landais. Han kom fra en gammel adelsfamilie fra Touraine, som tradisjonelt hadde viet seg til militærtjeneste. Hans far var løytnant i den franske Guard og mistet det ene benet i 1695 under bombingen av Brussel. Han trakk seg fra det militære, og viet sin tid til vitenskapelige oppdagelser og bygget opp en svært omfattende vitenskapelig bibliotek.