寺田心さんの家族構成は、「本人、母親、祖母」の3人家族です。加えて、動物愛護活動にも熱心な寺田家では複数の保護犬が家族の一員として大切に暮らしています。
ネット上では一時、「アリエール」のCMで共演した幼い子役の存在から「寺田心には弟がいるのではないか」という噂が飛び交いましたが、これは完全な誤認です。寺田さんは正真正銘の一人っ子であり、母親と祖母の深い愛情を一身に受けて育ちました。
母親の職業に関しては一般人のため詳細な企業名等は非公表ですが、過密な子役スケジュールに帯同し現場を管理していたことから、当初は「専業主婦または融通の利く自営業」と見られていました。しかし、単に息子のマネジメントだけに依存していたわけではなく、家庭の生計を支えながら現場への送迎や体調管理を両立させていたことが分かっています。
そして寺田家の陰の主役とも言えるのが「祖母」の存在です。母親が仕事や現場対応で外に出ている間、家庭の食卓を守り、寺田さんの精神的な逃げ場となっていたのがお祖母様でした。寺田さん自身も過去のインタビューで「おばあちゃんの作ってくれる料理が大好き」「いつも温かく見守ってくれた」と公言しており、女性3世代（母・祖母・息子）の連携が、父親不在の欠落感を一切感じさせない豊かな情操を育みました。
