Han giftet seg i 1874 med sitt søskenbarn, Antonie Løchen fra Inderøy. Antonie og Olaf Løchen fikk to barn, datteren Margit ble gift med arkitekten og maleren Gabriel Kielland. Både han og ektefellen var medstiftere av Norsk Kvinnesaksforening (NKF) i 1884. Ektefellen tok året etter initiativ til etableringen av NKFs første lokallag, Trondhjems Kvinnesaksforening, der hun ble leder og han var styremedlem.