Ca sĩ Duy Quang là con của nhạc sĩ Phạm Duy và nữ danh ca Thái Hằng, người gốc Hà Nội, sinh tại Chợ Neo, Thanh Hóa. Tên khai sinh của ông là Phạm Duy Quảng, tuy nhiên khi gia đình di cư vào Nam, làm lại giấy khai sinh thì bị ghi sai thành Phạm Duy Quang[3].
Duy Quang là một thành phần trong đại gia đình nghệ sĩ. Ngoài người cha là nhạc sĩ Phạm Duy, mẹ là ca sĩ Thái Hằng, còn có dì ruột là danh ca Thái Thanh, cậu ruột là các nhạc sĩ Phạm Đình Chương (tức Hoài Bắc), Phạm Đình Viêm (tức Hoài Trung) và nghệ sĩ Phạm Đình Sỹ. Các em ruột anh gồm Thái Hiền, Thái Thảo, Duy Cường đều thành công trên con đường nghệ thuật. Ngoài ra ông còn có em rể là ca sĩ Tuấn Ngọc (chồng của Thái Thảo), em dâu là ca sĩ Thiên Phượng (vợ của Duy Cường) cùng các em họ như Mai Hương, Ý Lan.
Giọng Duy Quang không vang lộng, không ấm hơn những giọng ấm áp khác, cũng không có chút "tạo dáng" hay phô diễn kỹ thuật nào trong cách trình diễn; thế nhưng, chính cái vẻ tự nhiên và "thật thà thua thiệt" ấy, chính cái chất giọng thoải mái, hiền lành như là tiếng hát trong sân trường ấy lại thích hợp với những bài tình ca học trò, dễ tạo được cảm giác gần gũi và làm "mềm" những trái tim.