Cha Wawrinka, Wolfram, là người Đức gốc Séc, dù vậy họ của anh có nguồn gốc từ Ba Lan. Ông nội Wawrinka có gốc gác ở vùng biên giới giữa Ba Lan và Tiệp Khắc cũ. Mẹ Wawrinka, Isabelle, là người Thuỵ Sĩ. Mẹ anh là nông dân, luôn giúp đỡ những người khuyết tật. Anh có một anh trai, Jonathan, là HLV quần vợt, và hai em gái, Djanaée và Naëlla, là học sinh đồng thời là những tay vợt quần vợt. Wawrinka là công dân của cả Thuỵ Sĩ và Đức.

Wawrinka sống tại Saint-Barthélemy, nơi cách Lausanne 20 km về phía Bắc với vợ mình, Ilham Vuilloud, MC kiêm cựu người mẫu Thuỵ Sĩ. Họ kết hôn vào ngày 15 tháng 12 năm 2009. Vuilloud sinh hạ con gái đầu lòng Alexia vào ngày 12 tháng 2 năm 2010. Vào ngày 4 tháng 1 năm 2011, báo chí Thuỵ Sĩ đưa tin, theo lời Vuilloud, Wawrinka quyết định ly thân để tập trung vào sự nghiệp cầm vợt, khi mà anh chỉ còn khoảng 5 năm thi đấu đỉnh cao. Không lâu sau đó hai người tái hợp, nhưng đến ngày 19 tháng 4 năm 2015, Wawrinka đăng trên trang Facebook cá nhân thông báo anh đã ly thân vợ.

Wawrinka có hình xăm trên cẳng tay trái, trên đó là dòng chữ in nghiêng câu nói của nhà văn Ireland Samuel Beckett bằng tiếng Anh: "Ever tried. Ever failed. No matter. Try Again. Fail again. Fail better." Anh còn xăm tên con gái trên tay phải.

Anh là cổ động viên cuồng nhiệt của Lausanne HC, đội khúc côn cầu trên băng quê nhà.