Han var sønn av Christian Wilhelm Grønvold (1856–1925) og Petrea Müller (Kate) Klaveness (1862–1951), i 1932 gift med Valborg (Lilli) Nancy Scheel (1911–1986) som var datter av diplomaten Arne Scheel, se Scheel og Klaveness (slekt). Hans tvillingsøster Nina Grønvold (1891–1924) var gift med lege og forfatter Alex Brinchmann og ble mor til sceneinstruktøren Arild Brinchmann. Hans farbror, Hans Aimar Mow Grønvold (1846-1926), var det nye kongehusets første kabinettsekretær.
Etter examen artium 1909 og cand.jur. 1914 ble han edsvoren fullmektig og gikk inn i utenriksjenesten året etter.