Steenstrup var gift med Mathea Bernardine Collett, datter av trelasthandler Peter Collett (1740–1786) og Johanne Henriche Anker. De var foreldre til Peter Severin Steenstrup. Blant deres etterkommere er advokat og stortingsmann Morten Steenstrup. Gjennom ekteskapet var han svoger til Peter Collett (1766–1836) og Christian Ancher Collett (1771–1833). Hans hjem i 1814, Hyttegata 24, består i dag og er bl.a. prestekontor.