Sa famille descendait de Rémi Tronchin, officier au service d’Henri IV, issu d'une ancienne famille d’Arles, alliée aux premières maisons de Provence, dont une branche s’était réfugiée à Genève, à l’époque de la Saint-Barthélemy, et du filleul de Théodore de Bèze, le théologien Théodore Tronchin (1582-1657). Le père de Théodore Tronchin, Jean-Robert Tronchin (1670-1730), était l’un des plus riches banquiers de Lyon et de Genève où il était membre du Conseil des Deux-Cents. Sa mère, Angélique Calandrini (1692-1715), d'ascendance italienne, mourut jeune.