Han var sønn av ingeniør Thomas Fredrik Weiby Barth (1870–1953) og bror til zoologen Edvard K. Barth. Thomas Barth giftet seg med Randi Thomassen (1902–80). Sosialantropologen Fredrik Barth er deres sønn, mens datteren Tone (1924–80) var gift med Terkel Rosenqvist og senere Vidkunn Hveding.