Cha của Quách Xuân Kỳ là danh y Quách Nguyên Hàm, mẹ là bà Trần Thị Điển, nổi tiếng tần tảo, hiền thục.

Anh cả là Quách Tố Am (1905-1974), vào Đảng từ năm 1930 và là một trong những người có công xây dựng chi bộ Đảng ở Sêpôn (Lào). Cho tới khi về hưu năm 1965, ông Quách Tố Am đã liên tục hai mươi năm phụ trách Bưu điện tỉnh Quảng Bình.

Anh thứ hai, Quách Tuân (1911-1984) vào Thanh niên cách mạng đồng chí hội từ năm 1929 vào Đảng từ tháng 5/1930. Ông là một trong những cán bộ lão thành của Tòa án nhân dân tỉnh Quảng Bình.

Anh thứ ba là Quách Sĩ Kha (1920-1999), từng là  Phó Chính ủy Quân khu VI, Quyền Chánh án Tòa án Quân sự Trung ương.

Anh thứ tư là Quách Sĩ Ca từng là Chủ nhiệm chính trị Quân khu 4, hi sinh năm 1954.