Bà là người làng Cót, Từ Liêm, Hà Nội (nay thuộc phường Yên Hòa, quận Cầu Giấy). Suốt thời niên thiếu gia đình bà sống tại nhà số 102 phố Hàng Bông, Hà Nội. Mẹ của bà mất sớm khi bà mới được 8 tuổi, cha của bà là ông Hoàng Thúc Tấn, sau đó đã tục huyền với một nữ doanh nhân về vải sợi. Ông và người vợ sau là những nhà tư sản dân tộc, là nhà tài trợ và hỗ trợ cơ sở vật chất cho báo Thanh Nghị, một tờ báo có quan điểm dân tộc tiến bộ thời bấy giờ.

Trong nhiều tài liệu, bà thường được ghi chú là "cháu gái của giáo sư Hoàng Xuân Hãn". Tuy nhiên, đây chỉ là mối giao tiếp thân tình giữa hai người chứ không phải là quan hệ họ hàng.