Thorleif Paus tilhørte «skiensgrenen» av slekten Paus og var sønn av stålmagnaten Ole Paus og Birgitte Halvordine Schou; moren var kusine til industrimagnaten Halvor Schou, og faren eide stålgrossistfirmaet Ole Paus, Den Norske Hesteskosømfabrik som lå ved siden av Hjula Væverier, var medeier i Christiania Stålverk og var administrerende direktør i Den norske Creditbank. Hans slektninger eide dermed store deler av industrien langs Akerselva; av farens fabrikk gjenstår bare «Hønse-Lovisas hus», en av de mindre bygningene som hørte til anlegget.