Humala on syntynyt etnokaceristiseen liikkeeseen kuuluvassa poliittisessa perheessä ja on kuuluisan kechualaisen työoikeusasianajajan Isaac Humalan poika. Humala liittyi Perun armeijaan vuonna 1981 ja saavutti lopulta everstiluutnantin aseman. Armeijassa ollessaan hän taisteli sisäisessä konflikti
Hän on osallistunut terroristiryhmittymän Shining Path -taisteluihin sekä Cenepan sotaan naapurimaa Ecuadorin kanssa. Lokakuussa 2000 Humala yritti epäonnistuneesti vallankaappausta presidentti Alberto Fujimoria vastaan hänen hallintonsa viimeisinä päivinä. Lopulta kongressin antoi hänelle armahduksen ja Humala sai palata sotilaalliseen palvelukseen.