Hồ Tùng Mậu có một người vợ Trung Quốc, tên là Lý Phương Thuận (hay Lý Ưng Thuận, Lý Sâm)[9][10]. Lý Phương Thuận bị cảnh sát Hong Kong bắt khi đang ở cùng với Nguyễn Ái Quốc vào ngày 6 tháng 6 năm 1931 tại Cửu Long, Hong Kong.[9]

Ông lập gia đình với bà Nguyễn Thị Thảo, nhưng ông bà chỉ có một người con trai duy nhất là Hồ Mỹ Xuyên, nguyên tên là Hồ Bá Bối, sinh năm 1920.

Ông Xuyên hy sinh năm 1947, nhưng trước đó đã lập gia đình với bà Nguyễn Thị Chanh và có với nhau 3 người con, về sau đều trở thành những chính khách cao cấp của Việt Nam là

• Hồ Anh Dũng, nguyên Tổng giám đốc Đài Truyền hình Việt Nam
• Hồ Ngọc Hải, nguyên Phó Viện trưởng Viện Khoa học Xã hội Việt Nam
• Hồ Đức Việt, nguyên Ủy viên Bộ Chính trị khóa X, nguyên Trưởng ban Tổ chức Trung ương.[11]