ในช่วง พ.ศ. 2553–2554 ธีราทรได้เริ่มคบหาดูใจกับ "เบส" ฉัตรกมล มวยมั่น นิสิตมหาวิทยาลัยบูรพา โดยเจอกันครั้งแรกที่จังหวัดบุรีรัมย์ และเริ่มคบกันในช่วงที่ธีราทรไปเยี่ยมบ้านของเธอที่จังหวัดชลบุรี[3] ต่อมาในวันที่ 9–21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555 ธีราทรเข้าพิธีอุปสมบทที่วัดบัวขวัญ จังหวัดนนทบุรี เพื่อตอบแทนบุญคุณบิดามารดาและสงบจิตใจ[45] ต่อมาในวันที่ 24 พฤษภาคม พ.ศ. 2559 ธีราทร เข้าพิธีสมรสกับ ฉัตรกมล ที่อำเภอแปลงยาว จังหวัดฉะเชิงเทรา หลังจากที่ทั้งคู่คบกันมาได้ 5 ปี โดยในงานมีแขกรับเชิญที่เป็นเพื่อนร่วมอาชีพฟุตบอล ได้แก่ นฤบดินทร์ วีรวัฒโนดม, อนาวิน จูจีน รวมไปถึงหัวหน้าผู้ฝึกสอนทีมชาติไทยอย่าง เกียรติศักดิ์ เสนาเมือง[46][47][48]

ในวันที่ 24 ธันวาคม พ.ศ. 2559 ฉัตรกมล ภรรยาของธีราทร ได้คลอดบุตรชาย ซึ่งธีราทรได้ตั้งชื่อจริงแก่เขาว่า "ธาราธร บุญมาทัน" ซึ่งมีความหมายถึงเมฆ และตั้งชื่อเล่นแก่เขาว่า "ลิสบอน" ซึ่งเป็นชื่อเมืองหลวงของประเทศโปรตุเกส[49]

ธีราทรมีความเชื่อในเรื่องโชคลาง เขาเคยวิ่งแก้บนรอบราชมังคลากีฬาสถานหลังจากที่พาทีมชาติไทยป้องกันแชมป์คิงส์คัพใน พ.ศ. 2560[50] นอกจากนี้ ยังเคยวิ่งแก้บนรอบสนามศุภชลาศัยหลังจากที่พาเอสซีจี เมืองทอง คว้าแชมป์โตโยต้า ลีกคัพ 2560 ได้สำเร็จ[51] ธีราทรชอบเล่นเกมออนไลน์เป็นอย่างมาก โดยเกมที่เขาชื่นชอบคือ พอยต์แบลงก์ ซึ่งเป็นเกมยิงปืน[1] ธีราทรเป็นที่ใช้ชีวิตเรียบง่าย ไม่สูบบุหรี่ ไม่ดื่มสุรา และไม่เที่ยวกลางคืน แต่ก็จะออกไปรับประทานอาหารกับเพื่อนเป็นบางครั้ง[3]