百田夏菜子の人間性を語る上で欠かせないのが、5人家族という温かな家庭環境です。家族構成は父親、母親、3歳上の兄、本人、6歳下の弟、そして愛犬のトイプードル（ピーチ）という賑やかな構成で育ちました。
まず父親の職業については、ネット上で「建設会社経営」「工務店社長」などの噂が飛び交いましたが、公のインタビューで語られた内容を統合すると、地域に根差した会社員あるいは建築関連の堅実な技術・自営業職に就いているとされています。百田本人がテレビ番組で明かしたエピソードによると、父親は非常に温厚でシャイな一面を持ちつつも、ももクロのライブグッズを嬉しそうに着用したり、娘の出演番組を欠かさず録画してチェックしたりする、最大の理解者の一人です。
そして、彼女のキャリアを決定づけたのが母親の存在です。もともと芸能界に興味が薄かった百田夏菜子に対し、オーディション雑誌『Audition』を見つけて応募したのは実の母親でした。母親は単なるステージママではなく、日常の徹底的な伴走者でした。早朝の新幹線に間に合わせるための毎朝の車送迎、過密スケジュールで消耗する娘のための栄養バランスを考えた手作り弁当、さらには洋服やコスメを母娘で共有するなど、友人のようなフラットで深い信頼関係を築いています。
兄弟関係も極めて良好です。3歳年上の兄は、多忙な妹を陰ながら支える頼れる兄貴分として知られ、6歳下の弟である百田和己（かずき）は、かつてスターダストプロモーションに所属しモデル等の芸能活動を経験していたほどの端正なルックスで知られています。弟の大学進学や成人を見守る姉としての百田の姿もしばしば語られており、家族全員が互いを尊重し合う高い結束力を誇っています。
