Родился в 1784 г. в семье Павла Сергеевича Потёмкина, наместника Кавказа, сподвижника Суворова и дальнего родственника князя Г. А. Потёмкина. По матери - Прасковье Андреевне, ур. Закревской, - приходился двоюродным братом Преображенцам графам Сергею и Николаю Дмитриевичам Толстым.
Обучался в пансионе аббата Николя вместе с младшим братом Сергеем. 29.03.1801 г. оба брата были одновременно зачислены в лейб-гвардии Преображенский полк прапорщиками.