Donnersmarck gehört einer gräflichen Linie des Hauses Henckel von Donnersmarck an. Seine Eltern sind der Lufthansa-Manager Leo-Ferdinand Graf Henckel von Donnersmarck und dessen Frau Anna-Maria (geborene von Berg). Donnersmarck ist von der Seite seines Vaters her ein Neffe von Gregor Henckel-Donnersmarck[2] und ist ein Onkel vierten Grades von Karl-Theodor zu Guttenberg.[1]
Donnersmarck ist mit der Juristin Christiane Henckel von Donnersmarck (geborene Asschenfeldt) verheiratet und hat mit ihr drei Kinder.