Gustaf de Laval var sønn av landmåler og kaptein Patrick Jacques Louis de Laval og Johanna Elizabeth, født Martin. Hans farsslekt tilhørte svensk adel, som opprinnelig kom fra Frankrike. Hans slekt hadde i generasjoner vært tilknyttet militæret. Morfar var den kjente legen Roland Martin, og blant hans forfedre finner en navn som Olof Rudbeck d.e., Peter Fontelius og Catherine Bure som i sin tid ble dømt for hekseri. Hans bestemor Johanna Gustafva tilhørte samme familie som bestemoren Robsahm, en familie som var svært fremtredende bruksherrer. I denne familien finner en navn som Kleen, Tersmeden, Geijer og Johan Börjesson Carlberg.