Han var av gammel bondeslekt, som sønn av gårdbruker og stortingsmann Hans Hanssen-Fossnæs, men ble foreldreløs som barn. Harnoll hadde middelskoleeksamen fra Tønsberg fra 1892, og ble hjulpet av en eldre bror frem mot studentereksamen ved Hamar katedralskole. Studiene trakk ut i tid, ettersom han måtte forsørge seg selv, og arbeidet derfor hos Det Norske Veritas og advokat Prydz før han avla juridisk embedseksamen med laud i 1903.