Năm 1958, Nguyễn Thị Nhung kết hôn với nhạc sĩ Huy Du. Sau đó, bà đi tu nghiệp ở Bulgaria, đến năm 1963 mới sinh con gái đầu lòng. Huy Du lại tham gia chiến trường nên hơn 10 năm sau, hai ông bà mới sinh thêm con trai.[2] Con gái của bà là Nguyễn Thị Huyền Cầm, một giảng viên piano ở Đức.[2] Con trai của bà là Phó giáo sư, tiến sĩ Nguyễn Huy Phương, hiện là giảng viên khoa piano và là phó giám đốc Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam.[14] Bà đã cùng Huy Du cộng tác để viết nhạc cho một số bộ phim như "Quảng Trị", "Trường phổ thông công nghiệp", "Đại thắng mùa xuân năm 1975"...[10]