Welhavens far, Johan Ernst Welhaven, var sønn av Johan Andreas Welhaven (1775-1828) og Elisabeth Margrethe Woltmann, begge fra Nord-Tyskland. Welhavens mor, Else Margrethe Cammermeyer (1785-1853), var datter av Johan Sebastian Cammermeyer og Maren Heiberg, begge danskætta. Else Margrethe Cammermeyer og Johan Ernst Welhaven giftet seg i 1806 og fikk elleve barn, mellom dem Johan Sebastian Cammermeyer Welhaven.