Người vợ đầu là bà Thái Thị Bôi (1911-1938), cũng là một nhà cách mạng, hoạt động cùng ông trong Hội Việt Nam Cách mạng Thanh niên và Đảng Cộng sản Đông Dương. Bà kết hôn với ông vào cuối năm 1929, cùng chồng bị bắt năm 1930, sau một thời gian được thả ra. Ra khỏi khám Sài Gòn, bà sinh con trai đầu lòng, tuy nhiên do bà bị tra tấn và điều kiện khắc nghiệt trong tù trước đó, nên đứa trẻ được một tháng thì mắc bệnh rồi chết. Sau khi Lê Văn Hiến được trả tự do, bà cùng chồng hoạt động tại thành phố Đà Nẵng. Do làm việc quá sức, bà lâm bệnh nặng và qua đời vào ngày 23 tháng 2 năm 1938[9]. Hai ông bà có một con gái Lê Ngọc Ái [10].
Người vợ hai là bà Lê Thị Xuyến (1909-1996), Chủ tịch đầu tiên của Hội Liên hiệp Phụ nữ Việt Nam. Trước đấy, bà Xuyến đã kết hôn với Phan Thanh năm 1928 và có hai con. Gia đình Phan Thanh-Lê Thị Xuyến và Lê Văn Hiến-Thái Thị Bôi là hai gia đình thân thiết. Về sau Phan Thanh mất năm 1939, Thái Thị Bôi cũng qua đời năm 1938. Tháng 6 năm 1949, Lê Văn Hiến và Lê Thị Xuyến tục huyền với nhau. Bà Xuyến mất năm 1996 [10].
