Carlos Alberto de Nóbrega teve três casamentos. O primeiro, que durou 34 anos, foi com Marilda Nóbrega, com quem teve quatro filhos. O segundo teve a duração de 13 anos e foi com Andréa Nóbrega, com quem ele teve um casal de gêmeos.
Carlos se casou pela terceira vez, em 2018, com Renata Domingues Nóbrega, médica pós-graduada em Nutrologia, de 48 anos. Eles começaram em namorar em 2016.