Han immigrerte til Palestina i 1935 og bosatte seg i Jerusalem. Leibowitz var gift med Greta og hadde seks barn med henne. Sønnen Elia var formann ved astrofysikkavdelingen ved Universitetet i Tel Aviv, en annen sønn, Uri, var professor i medisin mens datteren Yiska er statsadvokat. Hans søster Nechama Leibowitz var en verdenskjent ekspert på bibelen.