Sheen og hans kone, skuespillerinnen Janet Templeton, har fire barn sammen, hvorav alle er skuespillere: Charlie Sheen, Emilio Estévez, Rámon Estévez jr. og Renée Estévez. Han er bror av skuespilleren Joe Estévez. Han har aldri offisielt skiftet navn, og på førerkortet og andre offisielle dokumenter står hans fødenavn. Han har alltid med seg en legitimasjon fra det amerikanske skuespillerforbundet med sitt skuespillernavn.