Bà ngoại của Lưu Diệc Phi họ Xuyết (啜), trước đây bà từng làm Quản lý trong lĩnh vực xuất nhập khẩu.[40] Ông bà có tất cả 3 người con, các con của họ đều từng ra nước ngoài định cư và lập nghiệp.[41] Mẹ của Lưu Diệc Phi - Bà Lưu Hiểu Lợi là con cả. Người con gái thứ hai tên nghệ danh là Chu Văn Quỳnh (周雯琼 - Dì của Lưu Diệc Phi). Dì Quỳnh từng là một diễn viên xinh đẹp và nổi tiếng trong thập niên 80.[42] Vào năm 90 thì dì lấy chồng, sinh một cô con gái và sang Mỹ định cư. Hiện tại gia đình dì Lưu Diệc Phi đang sinh sống tại Hồng Kông. Người con trai thứ ba là cậu của Lưu Diệc Phi sống tại Vũ Hán, đã lập gia đình vào năm 2010 vào thời điểm đó Lưu Diệc Phi từng quay clip gửi lời chúc mừng đám cưới của cậu và mợ do bận việc nên không thể về Vũ Hán tham dự.[43]