ต่อตระกูล ยมนาค เป็นบุตรชายคนเล็กในจำนวน 3 คน ของ พล.ต.ท.ต่อศักดิ์ ยมนาค อดีตผู้บัญชาการตำรวจนครบาลและสมาชิกวุฒิสภา กับคุณหญิงสำอาง ยมนาค[1] เกิดเมื่อวันที่ 22 ธันวาคม พ.ศ. 2490 มีพี่ชายคือ รศ. ต่อพงษ์ ยมนาค อดีตคณบดีคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และพี่สาว เอื้อพันธ์ วรทรัพย์ อดีตอาจารย์คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ต่อตระกูล จบการศึกษาระดับปริญญาตรีจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปริญญาโท M.S.C.E.จากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน สหรัฐอเมริกา, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยโนวา เซาท์อีสเทิร์น สหรัฐอเมริกา และวิทยาลัยป้องกันราชอาณาจักรรุ่นที่ 4111 (วปรอ.4111)

ต่อตระกูล ได้รับพระมหากรุณาธิคุณจาก พระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร โปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้สมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร เสด็จแทนพระองค์ พระราชทานพิธีมงคลสมรส กับภัทราดา (ดิษยมณฑล) ยมนาค ผู้ก่อตั้งและผู้อำนวยการโรงเรียนนานาชาติ Bangkok Internationa Preparatory & Secondary School[2] มีบุตรธิดา 2 คน คือ พิมภทร์ ยมนาค ผู้จัดการฝ่ายการสื่อสารและพัฒนาโรงเรียนนานาชาติบางกอกเพรพ และ ต่อภัสสร์ ยมนาค สำเร็จการศึกษาปริญญาเอก ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ ปัจจุบัน เป็นอาจารย์ประจำที่คณะเศรษฐศาสตร์ จุฬาลงการณ์มหาวิทยาลัย