Paul Botten-Hansen var den 27. oktober 1861 blitt gift med Johanne Mathea Evine Karine Elisabeth Sang (født 27. februar 1833, død 19. oktober 1917). Hun ble til daglig kalt Hanna og var datter av soknepresten til Romedal, Ole Christian Sang (1776–1852), og hans andre hustru, Petronelle Elisabeth Kreutz (1792–1852). Paul og Hanna fikk fire barn; Sigrid (født 25. oktober 1862, død 22. april 1944), Paul (født 20. mars 1864, død 22. november 1948), Andrea Margrethe (født 27. september 1865, død 26. april 1874) og Johanna (født 27. mars 1868, død 27. mars 1941).