Duy Cường là một thành phần trong đại gia đình nghệ sĩ. Ngoài người cha là nhạc sĩ Phạm Duy, mẹ là ca sĩ Thái Hằng, còn có dì ruột là danh ca Thái Thanh, cậu ruột là các nhạc sĩ Phạm Đình Chương (tức Hoài Bắc), Phạm Đình Viêm (tức Hoài Trung) và nghệ sĩ Phạm Đình Sỹ. Các anh em ruột như Duy Quang, Thái Hiền, Thái Thảo đều thành công trên con đường nghệ thuật. Ngoài ra anh còn có vợ là ca sĩ Thiên Phượng, em rể là ca sĩ Tuấn Ngọc (chồng của Thái Thảo), cùng các em họ như Mai Hương, Ý Lan...

Và cũng như các anh em trong gia đình, anh là một người khá kín tiếng.