梁启超一生有过两位夫人：李蕙仙和王桂荃。1889年（光绪十五年）年仅十七岁的梁启超考中了举人，与主考官李端棻的堂妹李蕙仙订婚，1891年（光绪十七年）梁启超十九岁时入京与与长他四岁的李蕙仙成婚，李惠仙与梁启超结婚时，带了两位丫环，其中一位即王桂荃，1903年她成为梁启超的侧室。1924年9月13日，李蕙仙因病而逝，梁启超为此写下了《祭梁夫人文》。1968年在“文化革命”中，王桂荃与孩子们四散分离，最后死在在一间阴暗的小屋里。
梁启超的9个子女依次为：思顺、思成、思永、思忠、思庄、思达、思懿、思宁、思礼。其中，思顺、思成、思庄为梁启超的原配夫人李蕙仙（1868年－1923年）所生；思永、思忠、思达、思懿、思宁、思礼为梁启超的第二个夫人王桂荃（1885年－1924年）所生。
他们中的许多人后来都成为杰出的人才。
梁思顺（令娴）（1893年－1966年），长女，诗词研究专家。
梁思成（1901年－1972年），长子，著名建筑学家，1948年3月当选为中央研究院首届院士（人文组）；其妻为林徽因。梁思成长期从事古建筑研究和教学工作，在建筑理论、建筑教育思想、城市规划理论方面都提出了不少超前的新观点，是我国古建筑研究的先驱者之一，也是我国建筑教育的奠基人之一。1947年，他被推荐为联合国大厦设计顾问团的中国代表。同年，美国普林斯顿大学因他在中国建筑学术上的重要贡献授予他名誉博士学位。他当选为第一届中国科学院院士、技术科学部委员。他是第一、二届全国人大代表，第三届全国人大常委，第二届全国政协常委，第三届全国政协委员。1972年，在动乱中受尽屈辱和折磨的梁思成含冤去世。
梁思永（1904年－1954年），次子，著名考古学家，1948年3月当选为中央研究院首届院士（人文组）。梁思永一生致力于考古事业，是中国近代考古学和近代考古教育开拓者之一，是我国第一个受过西洋的近代考古学正式训练的学者，有《梁思永考古论文集》传世。他当选为第一届中国科学院院士，1950年8月被任命为中国科学院考古研究所副所长。1954年4月2日，长期带病坚持工作的他心脏病发作在北京逝世，终年50岁。
梁思忠（1907年－1932年），三子，曾任国民党十九路军炮兵校官。
梁思忠从日本回国后不久又到了美国，先后在弗吉尼亚陆军学院和西点军校学习。20世纪30年代初毕业回国，加入了国民革命军。入伍后，由于留学资历和杰出才干，他很快升任国民革命军第十九路军炮兵上校。在1932年的淞沪抗战中，梁思忠表现相当出色。可惜此后不久，年仅25岁的他却因患腹膜炎服错了药、贻误了治疗时机而去世。
梁思庄（1908年－1986年），次女，著名图书馆学家。
梁思达（1912年－），四子，长期从事经济学研究。他曾经参加中国科学院经济所《中国近代经济史》的编写工作，并于1965年主编了《旧中国机制面粉工业统计资料》一书。他1972年退休，退休后一直住在北京。
梁思懿（1914年－1988年），三女，从事社会活动。
梁思宁（1916年－2001年），四女，投奔新四军参加中国革命。
梁思礼（1924年－），五子，著名火箭控制系统专家，1993年当选为中国科学院院士。
梁思礼1985年获“国家科技进步特等奖”，1987年当选为国际宇航科学院院士，1993年当选为中国科学院院士和第八届全国政协委员，1994年当选为国际宇航联合会副主席，1996年10月获“何梁何利奖”，1997年9月荣获“中国老教授科教兴国贡献奖”。此外，他还曾获“何梁何利基金奖”，担任过航天工业总公司科技委员会副主任等职。
