Deniz Gezmiş, 28 Şubat 1947'de Ankara'nın Ayaş ilçesinde doğdu. Kökeni, baba tarafından Rize'nin İkizdere ilçesine bağlı Cimil (Başköy) köyüne dayanır. Bu nedenle size babasının köyü hakkında bilgi verebiliyoruz.
Babası, Ilıca (Aziziye)/Erzurum nüfusuna kayıtlı ilköğretim müfettişi Cemil Gezmiş; annesi ise Erzurum'un Tortum ilçesinden ilkokul öğretmeni Mukaddes Gezmiş'tir. Deniz Gezmiş, ailenin üç erkek çocuğundan ikincisi olarak dünyaya geldi. Ağabeyi Bora Gezmiş (d. 1944), hukuk fakültesinden ayrılarak bankacılık yapmıştı. Kardeşi Hamdi Gezmiş (1952-2020) ise mali müşavirdi.
Deniz Gezmiş, ilkokulu Sivas'ın Yıldızeli ilçesinde tamamladıktan sonra, ortaokul eğitimine Sivas merkezde bulunan Atatürk Ortaokulu'nda devam etti. Lise eğitimini ise İstanbul'da Haydarpaşa Lisesi'nde tamamladı. Lise öğrencisiyken sol düşünceyle tanıştı ve döneminin siyasi eylemlerinde aktif rol aldı.