Семен Людвігович Франк народився в єврейській родині. Його батько, лікар Людвіг Семенович Франк (1844—1882) — випускник Московського університету (1872), переселився в Москву з Віленської губернії під час Польського повстання 1863 року, як військовий лікар брав участь у Російсько-турецькій війні 1877—1878 років, за відвагу та відданість Російській імперії був удостоєний ордена Святого Станіслава 3-го ступеня та особистого дворянства. Л. С. Франк працював у Департаменті охорони здоров'я Міністерства внутрішніх справ, сім'я жила на П'ятницькій вулиці, потім в Мясницкій околотці; разом з ними жила мати батька (бабуся філософа) Феліція Френкель, а також сестри батька Теофілія і Єва. У 1891 році, через 9 років після смерті чоловіка від лейкозу, мати С. Л. Франка — Розалія Мойсеївна Росіянська (1856, Ковно — 1908, Нижній Новгород) — вдруге вийшла заміж за аптекаря Василя Івановича (Цалеля Іціковича) Зака, який в 1884 році повернувся з шестирічного сибірського заслання, яке він відбував за участь у «Народній волі».