Faits: A. A._, âgée de 63 ans, et B._ sont depuis 1987 colocataires d'un appartement de 40 mètres carrés sis au premier étage d'un immeuble à M._. A._ l'occupe seule; le loyer est de 500 fr. Conclu pour une durée initiale de cinq ans, le bail est depuis lors renouvelable tacitement d'année en année, sauf résiliation signifiée trois mois avant l'échéance. Le second appartement au même étage a été loué à E._, l'un des deux appartements du second étage à F._. L'immeuble en question comporte en outre des combles inhabitables et des arcades au rez-de-chaussée, lesquelles sont louées par B._ qui y exploite une société de décoration intérieure à l'enseigne K._; A._ travaille au sein de cette société. Par acte du 16 juin 2008, l'immeuble a été acquis par les futurs époux D._, analyste financier, et C._, avocate inscrite au barreau zurichois et associée gérante de la société G._ Sàrl fondée par son père et domiciliée chez sa mère. Les nouveaux propriétaires prévoyaient de réunir les deux appartements du premier étage en un seul et de l'occuper eux-mêmes, de mettre l'appartement du second étage loué par F._ à disposition de leur soeur, respectivement belle-soeur L._, de transformer les combles en appartement destiné à la location et d'installer les bureaux de G._ Sàrl dans les arcades. Par avis du 20 juin 2008, ils ont résilié le bail de A._ et B._ pour le 31 octobre 2008; simultanément, ils ont résilié les autres baux. B. B.a Les locataires A._ et B._ ont contesté la résiliation du bail pour l'appartement du premier étage devant la Commission de conciliation en matière de baux et loyers du canton de Genève. Par décision du 15 mai 2009, la Commission a déclaré le congé valable et accordé une unique prolongation jusqu'au 31 décembre 2010. Le 17 juin 2009, les locataires ont recouru contre cette décision devant le Tribunal des baux et loyers. Elles concluaient à l'annulation de la résiliation, subsidiairement à une prolongation du bail de quatre ans et à la condamnation des nouveaux propriétaires à leur verser 100'000 fr. à titre d'indemnité pour travaux effectués. Par jugement du 3 juin 2010, le Tribunal a déclaré le congé valable, accordé une unique prolongation de bail jusqu'au 30 avril 2011 et rejeté la conclusion en paiement d'une indemnité. Les locataires ont porté cette décision devant la Chambre d'appel en matière de baux et loyers en prenant les mêmes conclusions qu'en première instance. Statuant par arrêt du 24 janvier 2011, cette autorité a rejeté l'appel et confirmé le jugement attaqué. B.b E._, qui occupait l'autre appartement du premier étage, a également contesté le congé. Elle a été déboutée par la Commission de conciliation et par le Tribunal des baux et loyers, qui lui a accordé une unique prolongation de bail jusqu'au 30 juin 2010. Elle a quitté l'appartement le 31 juillet 2010 et retiré l'appel qu'elle avait interjeté. B.c Le 25 mai 2010, la Commission cantonale de recours en matière administrative a rejeté le recours formé notamment par A._ et B._ et a accordé aux propriétaires l'autorisation de construire définitive concernant leur projet de transformation du premier étage et des combles de l'immeuble. C. Les locataires A._ et B._ interjettent un recours en matière civile auprès du Tribunal fédéral contre l'arrêt de la Chambre d'appel du 24 janvier 2011. Elles concluent principalement à l'annulation de la résiliation, subsidiairement à une prolongation de bail de quatre ans jusqu'au 31 octobre 2012; elles ne reprennent pas leur conclusion en paiement d'une indemnité pour travaux effectués. Les intimés concluent pour leur part au rejet du recours. L'autorité précédente se réfère à son arrêt. Par ordonnance du 7 avril 2011, la Présidente de la Cour de céans a accordé l'effet suspensif au recours.