I 1991 giftet Tambor seg med Kathryn Mitchell. De ble skilt i 1999. Han giftet seg med Kasia Ostlun i oktober 2001. De fikk fire barn sammen. Han ble både far og bestefar i desember 2004. Hans kone Kasia fødte sønnen Gabriel Kasper den 10. desember dette året, og hans datter Molly Tambor fødte sønnen Mason Jay Moore den 14. desember. Hans datter Molly Tambor ble født i 1975, og hun er den eldste av hans fire barn.