I 1944 giftet han seg med Danielle Mitterrand (født Gouze), en venstreaktivist. De fikk tre barn: Pascal (født 1945, døde tre måneder gammel), Jean-Christophe (født 1946) og Gilbert Mitterrand (1949). Han har også en datter, Mazarine Pingeot, født 1974, med elskerinnen Anne Pingeot. Med den svenske journalisten Chris Forsne fikk han sønnen Hravn Forsne.