Eugen Fraenkel var gift med Marie (født Deutsch, 1861–1944). De fikk tre barn: Max Fraenkel (1882–1938), Hans Fraenkel (1888–1971) og Margarete Kuttner født Fraenkel (1884–1944). Hans forlot Tyskland for å arbeide som økonom og journalist i Sveits. Max, som var lege i Hamburg, ble utsatt for antisemittisk sjikane og begikk selvmord. Marie mistet livet i konsentrasjonsleiren Theresienstadt, og Margarete, som var flyttet til Berlin, ble myrdet i november 1944 under en av de siste gangene gasskamrene i Auschwitz-Birkenau ble benyttet.