Ông Lê Tiến Phục kết hôn với người vợ đầu của mình là bà Mai Thị Sửu (1925-1949) khi ông còn hoạt động Cách mạng tại tỉnh Nam Định. Trong một lần đưa người nhà đi chữa bệnh bà Sửu bị chết đuối.

Vợ thứ hai của ông là bà Trần Thị Tư (tức Trần Thị Đoan) (1926-1996), chủ tịch Ủy ban Hành chính Thành phố Nam Định trong giai đoạn 1966-1971. Ông bà kết hôn vào năm 1952, có sáu người con, cả sáu người đều đã từng tham gia Quân đội. Con gái cả của Ông Bà là Tiến sĩ, Bác sĩ Chuyên Khoa II, Thầy thuốc Nhân dân Lê Thị Hòa Bình. Con rể cả của Ông Bà (chồng Bác sĩ Lê Thị Hòa Bình) là Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Thiện Nhân, Uỷ viên Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam, Bí thư Thành ủy Thành phố Hồ Chí Minh, nguyên Chủ tịch Uỷ ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam.

Đại tá, Tiến sĩ Lê Tiến Hải, con trai Thiếu tướng Lê Tiến Phục, người đăng thông tin về gia đình, do lâm bệnh, đã từ trần ngày 15 tháng 4 năm 2017.