邓氏曾经是南阳新野一带的大族，但邓艾的家世已经不能详考。邓艾自幼丧父，邓艾生活在战争频发、社会动荡的年代，生活在土地高度集中、豪强兼并剧烈的中原，日子的艰难是可以想见的。不过，邓艾从小受过良好的教育，这对他的一生产生了重大的影响。
公元208年（建安十三年），曹操攻下中原后，曾强行将当地人民北迁，邓艾及其母亲、族人便在这时被强迁到汝南（今河南上蔡）作屯田民。因年幼，邓艾最初是当放牛娃。但他从小有大志向，决心通过奋斗来改变自己的命运。十二岁时，又随母至颍川，读到已故太丘长陈寔碑文中的两句“文为世范，行为士则”，欣然向慕，于是自己命名为邓范，字士则。后来，宗族中有与他名字相同者，遂改今名。
在屯田民中，有才学的人很少，邓艾凭其才学被推荐为典农都尉（相当于县）学士，由此可以担任典农都尉的佐、干等下级官吏，以后如有劳绩还可能逐步升迁，这对于出身卑微的人来说。不失为一条改换门庭的进身之路。但因为口吃，典农都尉认为他不适于担任重要职务，便指派他充当做一名看守稻草的小吏。同郡一长者见其家贫，经常资助他，而邓艾开始时没有表示感谢。
邓艾喜欢军事。每见高山大川，都要在那里勘察地形，指划军营处所，遭别人讥笑也不介意。
当时，出身贫寒的屯田部民要出人头地谈何容易，邓艾平淡地过了近二十年。后来总算当上了典农功曹，帮助管理屯田。一次，邓艾上洛阳去呈报，有机会见到洛阳太尉司马懿。司马懿很赏识他的才能，征召他为太尉府的掾属，后升任尚书郎。