Hijo de Luis Quintana y Eloísa Rojas, nació en Tunja capital del departamento de Boyacá, aunque su infancia y adolescencia trascurrió en la vereda La Concepción del vecino municipio de Cómbita, en el seno de una familia de campesinos dedicada a la venta de frutas y verduras. Su padre sufrió un accidente automovilístico cuando él tenía solo siete años de edad, por lo cual tuvo que ser intervenido quirúrgicamente en tres ocasiones. Este accidente lo dejó inválido y al no poder realizar actividades laborales, sus hijos (Nairo incluido) tuvieron que ayudar desde una edad temprana en la economía del hogar.^2 3 4

Los modestos ingresos familiares hicieron que sus padres tuvieran dificultades para pagar el autobús que lo llevaba al colegio, por lo que de sus tres hijos, Nairo, el mediano (tenía una hermana mayor y un hermano pequeño), fue el que dejó de tomar el bus y tuvo que aprender a montar en bicicleta para ir a clases: 16 kilómetros de descenso hasta la escuela, situada en la vecina Arcabuco, y otro tanto pero cuesta arriba a la vuelta, con una pendiente del 8%.

Fue precisamente en esos regresos a casa cuando descubrió su potencial para el ciclismo: pese a su corta edad y una bici notablemente más pesada, podía aguantar la subida a rueda de los ciclistas que entrenaban por la zona. Tras contárselo a su padre, éste decidiría comprarle una bicicleta mejor, de hierro aunque con ruedas más estrechas.

Su hermano menor, Dayer, también es ciclista en este caso amateur que en 2013 dio el salto a uno de los mejores equipos amateurs de España, el Lizarte.⁵