Ông xuất thân trong gia đình dòng dõi quý tộc nổi tiếng ở kinh đô Huế. Ông quê ở làng An Truyền, tổng Quảng Xuyên, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên (nay là huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế).

Thân sinh ông là Khánh Mỹ quận công Hồ Đắc Trung, đỗ Cử nhân, làm quan đến chức Thượng thư Bộ Học, Đông các Đại học sĩ, sung Cơ mật đại thần, tứ trụ đại thần triều đình thời vua Duy Tân và Khải Định [1].

Người anh là Cử nhân Nho học Hồ Đắc Khải giữ chức Thượng thư bộ Hộ. Ba người em trai là Bác sĩ Hồ Đắc Di sau là Hiệu trưởng Trường Đại học Y Hà Nội), Kỹ sư Khoáng học Hồ Đắc Liên (sau là Cục trưởng Cục Địa chất) và Tiến sĩ Dược khoa Hồ Đắc Ân (Phó chủ tịch Hội trí thức yêu nước Thành phố Hồ Chí Minh). Bốn người em gái là Hồ Thị Chỉ - là vợ vua Khải Định, Hồ Thị Hạnh - tức sư bà Diệu Không, Hồ Thị Phương và Hồ Thị Huyên - là vợ Hoàng thân Nguyễn Phúc Ưng Úy.

Tuy xuất thân Nho học, nhưng cha, mẹ ông là cụ Châu Thị Ngọc Lương đều hướng các con theo hướng văn hóa Tây phương. Bốn anh em trai đều được sang Pháp học tập.

Ông lấy vợ là Hoàng Thị Lý con gái Võ hiển điện Đại học sĩ Hoàng Trọng Phu, Tổng đốc Hà đông.

Ban đầu ông sang Pháp học Tiến sĩ luật. Vợ ông cũng sang theo để cơm nước nuôi bốn anh em nhà chồng học hành đỗ đạt. Đang làm luật sư bên Pháp cùng ông Trịnh Đình Thảo thì ông được gọi về nước.