ব্যক্তিগত জীবনে সুলতানা জামান ১৯৫০ সালে সেনা কর্মকর্তা কাজী নূরুজ্জামানের (বীর উত্তম) সাথে বিবাহবন্ধনে আবদ্ধ হন। এই দম্পতির তিন সন্তানের মধ্যে ১৯৭৯ সালে একমাত্র ছেলে মৃত্যুবরণ করে। নূরুজ্জামান বাংলাদেশের মুক্তিযুদ্ধের সময় ৭নং সেক্টরের কমান্ডার হিসেবে দায়িত্ব পালন করেন। সুলতানা জামানের ভাই জামাল নজরুল ইসলাম বাংলাদেশের একজন বিশিষ্ট পদার্থবিজ্ঞানী, গণিতবিদ, জ্যোতির্বিজ্ঞানী ও বিশ্বতত্ত্ববিদ ছিলেন।