Когда Тим еще не уехал из Англии, он жил вместе с Лори Бейкер. В 1984 году она родила ему сына Джека. Но когда Рот решил переехать в США, то бросил и ее, и сына. Правда, после все-таки забрал Джека к себе.
Его отец Эрни был журналистом, а мать Энн — художницей-пейзажисткой. У Тима есть старшая сестра.
Однажды, когда в детстве Тим пошел в театр с приятелями, они во время спектакля так расхулиганились, что один из актеров остановил шоу и велел юным дебоширам выйти из зала. Несколько лет спустя, снимаясь в «Поваре, воре, его жене и ее любовнике», Рот узнал в своем партнере Алане Ховарде того самого актера, который когда-то выставил его из театра. Алан его не узнал, а Рот, естественно, не стал ему напоминать об этом инциденте. «А поскольку по ходу фильма мне пришлось его убить, я счел себя отмщенным», — рассказывал потом Тим Рот.
Настоящая фамилия семьи Тима — Смит, но его отец поменял эту традиционную английскую фамилию на немецко-еврейскую Рот после Второй мировой войны, потому что по своей профессии ему приходилось часто ездить по странам, где недолюбливали англичан.
В 1992 году на кинофестивале в Сандэнсе Тим познакомился с дизайнером Никки Батлер. 25 января 1993 года они поженились. У Тима и Никки двое сыновей: Тимоти Хантер, родившийся в 1995 году, и Майкл Кормак, появившийся на свет в 1996 году.