Han var sønn av Ivar Hesselberg (1850–1928) og Marie Sofie Frost (1847–1937). Faren var prest og etterkommer av presten Iver Hesselberg (1780–1844). I 1912 giftet Hans Theodor seg med Sigfrid (Frida) Landmark (1883–1969), søster av arkitekten Ole Landmark (1885–1970).