I 1947 giftet Barron Hilton seg med Marilyn June Hawley; de forble gift til hun døde i 2004. De fikk åtte barn: William Barron Hilton, Jr., Hawley Anne Hilton, Stephen Michael Hilton, David Alan Hilton, Sharon Constance Hilton, Richard Howard Hilton, Daniel Kevin Hilton, og Ronald Jeffrey Hilton. Deres eldste, William Barron Hilton, Jr., ble født i 1948 og deres yngste, Ronald Jeffrey Hilton, ble født i 1963. Barron Hilton har 15 barnebarn, inkludert Paris Hilton og Nicky Hilton Rothschild; begge er døtre av Richard Hilton.