Han var gift med Maja Svensson, kalt «Sørlandets vakre Maja» i sin ungdom. Hun var 18 år yngre enn ham, og etablerte seg etter bryllupet raskt som Kristiansands «grande dame», som med liv og sjel deltok i «all slags dannet syssel: barneball, voksenball, vaudeville-teater, veldedighet». De hadde en datter, Eva Kristine Svensson Bjørneboe gift Ødegaard (1916–1998), og to sønner, Ole Andreas Kærup Bjørneboe (1917–1990) og Jens Ingvald Bjørneboe (1920–1976). Ole Andreas ble skipsreder, mens Jens ble forfatter.