Bill Gates'in yakın ailesinde karısı, üç çocuğu ve iki kız kardeşi bulunur. Microsoft'un kurucusu Kristianne adında bir kız kardeşi ve Libby adında küçük bir kız kardeşi vardır. Eşi, 1994 yılında Gates'in evlendiği Melinda'dır. Çiftin çocukları, en büyüğünden en küçüğüne Jennifer, Rory ve Phoebe'dir.
İşadamı Ekim 1955’te William Henry Gates III’de dünyaya geldi. Annesinin adı Mary idi. Gates'in babası bir avukattı ve annesi bir öğretmendi. Microsoft'un kurucusu 1989 yılında eşinde bir şirkette yönetici olarak görüştü. Çift 1994'te evlendi ve Bill Gates'in annesi altı ay sonra meme kanserinden öldü.
Jennifer Gates, 1996'da doğdu. O, tanınmış bir binicilik tutkunu. Ekim 2011'de Bill Gates, ailesinin Florida'da kalmasına izin vermek için altı ay boyunca 600.000 dolarlık bir ev kiralarken Jennifer Wellington'da bir binicilik etkinliğinde yarıştı. Ev, binicilik alanlarına yürüme mesafesinde idi ve Jennifer'ın erkek kardeşi Rory yarışmaya katıldı.
Mart 2014'te Bill ve Melinda Gates, çocuklarının "kendi yeteneklerini anlamalarını" istediklerini söyledi. Ebeveynler, çocuklarının bir kalıtım dengesine sahip olmalarını ve böylece kariyerleriyle istediklerini yapma özgürlüğüne sahip olmalarını, ancak çocukların hayatlarını dolaşmalarına neden olacak kadar fazla para kazanmamalarını planlamaktadır.