Brundtland er sønn av lege og politiker Gro Harlem Brundtland og Arne Olav Brundtland. Han giftet seg i 1985 med Harriet Cecilie Malm (født 1961), datterdatter av skipsmegleren Ragnar Stoud Platou (se Platou) som utga en biografi om nettopp Knut Rose (1936–2002) som Knut Brundtland har samlet mye av.