Vào ngày 25 tháng 7 năm 2012, lần đầu tiên truyền thông nhà nước Triều Tiên đưa tin Kim Jong-un kết hôn với Ri Sol-ju (리설주).[204][205] Ri, người được cho là ở độ tuổi 20, đã đồng hành cùng Kim Jong-un và xuất hiện trước công chúng trong vài tuần trước khi có tuyên bố.[205] Theo một nhà phân tích Hàn Quốc, Kim Jong-il đã vội vàng sắp xếp cuộc hôn nhân sau khi bị đột quỵ năm 2008, hai người đã kết hôn năm 2009 và họ có một đứa con vào năm 2010.[206] Dennis Rodman, sau khi đến thăm Kim năm 2013, đã báo cáo rằng họ có một cô con gái tên Ju-ae.[207][208] Tuy nhiên, các nguồn tin của Hàn Quốc suy đoán rằng hai người có thể có nhiều con hơn.[209]

Kim đôi khi đi cùng với em gái của mình là Kim Yo-jong,[18][19] người được cho là người tạo ra hình ảnh công khai của Kim và tổ chức các sự kiện công chúng cho ông.[210] Theo Kim Yong-hyun, giáo sư nghiên cứu về Triều Tiên tại Đại học Dongguk ở Seoul và những người khác, việc thăng chức cho Kim Yo-jong và những người khác là một dấu hiệu cho thấy "chế độ Kim Jong-un đã chấm dứt thời gian sống chung với các nhân sự còn sót lại của chế độ Kim Jong-il trước đây bằng cách thực hiện một sự thay thế thế hệ trong các chức vụ chủ chốt quan trọng của đảng".[211][212]

Vào ngày 13 tháng 2 năm 2017, Kim Jong-nam, anh em cùng cha khác mẹ của Kim Jong-un đang sống ở nước ngoài, đã bị ám sát bằng chất độc thần kinh VX khi đi qua Nhà ga số 2 tại Sân bay Quốc tế Kuala Lumpur.[213]