Vợ ông là bà Hoàng Thị Lý, con gái Tổng đốc Hà đông Hoàng Trọng Phu.

Con gái ông là Hồ Thị Thể Tần nguyên giáo viên Văn Trường cấp 3 Trưng Vương, Hà Nội sau chuyển về làm việc ở Sở Giáo dục Hà Nội rồi Bộ Giáo dục cho đến khi nghỉ hưu, có chồng là Luật gia Phạm Thành Vinh, Chánh Văn phòng đầu tiên của Bộ Quốc phòng. Hai người là dịch giả của hai tiểu thuyết "Con đường đau khổ", "Chuông nguyện hồn ai". Cháu gái ông là Tiến sĩ Phạm Thị Như Anh, kiều bào tại CHLB Đức, Chủ tịch Hội bảo trợ văn hoá truyền thống các nước ASEAN ở CHLB Đức.

Con trai ông là Hồ Đắc Hoài, thế hệ kỹ sư địa chất đầu tiên học ở Liên Xô (cũ), sau này là Viện trưởng Viện Dầu khí, Viện trưởng Viện Đất hiếm, Thành viên Hội đồng Quản trị Tổng công ty Dầu khí Việt Nam, Trưởng ban liên lạc họ Hồ Việt Nam khóa II.