Como era común entre las élites de su época, en las que predominaba la endogamia, Arboleda contrajo matrimonio con su parienta Sofía Mosquera y Hurtado, con quien tuvo 10 hijos: Rafael, casado con Paulina Cheyne Fajardo; Beatriz, casada con Gabriel Vengoechea; Julián, fallecido en Alemania a los 20 años de edad; Gonzalo, casado con Mercedes Ospina Camacho; Daniel (gemelo del anterior), casado con Emilia Umaña; Pedro Pablo, quien murió célibe en Nueva York; Sofía, casada con Alberto Urdaneta; Julio, casado con Manuelita Sanz de Santamaría y Valenzuela; Cecilia, casada con el Presidente Jorge Holguín Mallarino; y Hernando, fallecido en Bogotá a los 22 años de edad.