Han var sønn til jernverkseier Severin Diderik Cappelen (død 1881) gift med Julie M. S. Faye (død 1889) og sønnesønns sønn til eidsvollsmannen Didrich (von) Cappelen. Diderik Cappelen var gift med Eleonore Løvenskiold (død 1949), og de har etterkommere i dag. Hun var datter til statsminister, godseier Carl Otto Løvenskiold (død 1916) og overhoffmesterinne Elise Wedel Jarlsberg (død 1923).