રિયા સેન મૂળ બંગાળની છે, તેમના માતા મૂન મૂન સેન અને દાદી સુચિત્રા સેન પણ ફિલ્મ ઇન્ડસ્ટ્રીનું જાણીતું નામ છે. તેની નાની બહેન રાઇમા સેન પણ ફિલ્મ ઇન્ડસ્ટ્રીમાં જ છે. આ બંન્ને બહેનોને બોલિવૂડમાં પગ જમાવવાની ખાસ તક મળી નથી. રિયા સેનના ફાધર ભરત દેવ વર્મા ત્રિપુરાની રોયલ ફેમિલીના મેમ્બર છે.