Deuméril war seit 1806 mit Alphonsine Delaroche (1778–1852), einer Schwester von François Étienne Delaroche (1781–1813) und Tochter des Genfer Arztes Daniel Delaroche (1743–1812), verheiratet. Es war ihre zweite Ehe, nachdem ihr erster Ehemann, Jean Honoré dit Horace Say (1771–1799), auf Napoleons Ägyptischer Expedition verstorben war.