Người chồng đầu tiên của bà là nhạc sĩ Phan Lạc Hoa [1]. Ông đã sáng tác nhiều ca khúc tặng riêng cho bà. Hai người có với nhau hai con gái là Huyền Thư, Thái Lữ và một người con nữa mất từ nhỏ. Nhưng cuộc hôn nhân của hai người sau đó đổ vỡ, rồi Phan Lạc Hoa tự vẫn năm 1982. Chính sự ra đi này của ông đã gắn cho Thanh Hoa nhiều tai tiếng mà đến tận nay bà vẫn mang trên mình.

Vài năm sau, bà kết hôn với nghệ sĩ xiếc Tôn Thất Lợi, người chồng hiện tại [1]. Hai người có với nhau một con trai là Tôn Thất Sơn.

Con gái bà, Phan Huyền Thư (sinh 1972) là một nữ nhà thơ khá nổi tiếng. Còn Tôn Thất Sơn là ca sĩ, thành viên nhóm 198x [2].

Thanh Hoa đã có ý định cho ra mắt một cuốn tự truyện kể về mình, do nhà văn Trần Thị Trường chắp bút, dự định ra mắt cuối năm 2006. Tuy nhiên bà đã phải ngừng lại cuốn tự truyện của mình.