Sau khi chiến tranh bùng nổ giữa Việt Nam và Pháp, bà qua Pháp học tập. Bà đã xin gia nhập vào Liên đoàn Phụ nữ Dân chủ thế giới. Từ đó gặp gỡ và kết hôn với ông Trần Ngọc Danh, lúc đó là Trưởng phái đoàn đại diện của Chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, em ruột Tổng bí thư Đảng Cộng sản Việt Nam đâu tiên Trần Phú. Năm 1948, bà và chồng chuyển đến sống tại Praha (Tiệp Khắc). Bà theo học và trở thành một trong những người Việt Nam đầu tiên có bằng đại học tại Nhạc viện Praha.

Sau khi người chồng đầu qua đời tại chiến khu Việt Bắc, bà tái hôn với nhà thơ Đặng Đình Hưng. Năm 1958, chồng bà bị liên quan đến Phong trào Nhân Văn - Giai Phẩm trong lúc bà mang thai con thứ ba, Đặng Thái Sơn, gia đình bà đã rơi vào hoàn cảnh rất cực khổ. Bà đã phải vất vả một mình nuôi dạy 3 người con và người con riêng của chồng – Đặng Hồng Quang. Sau này cả Trần Thu Hà, Đặng Thái Sơn và Đặng Hồng Quang đều trở thành nghệ sĩ piano.[4]

Trần Thu Hà là giáo sư, nhà giáo nhân dân, nghệ sĩ nhân dân, nguyên giám đốc Nhạc viện Hà Nội. Người con thứ hai, Trần Thanh Bình là kiến trúc sư đầu ngành và hiện là Viện trưởng Viện Nghiên cứu thiết kế trường học của Bộ Giáo dục Đào tạo Việt Nam. Đặng Hồng Quang (con riêng của chồng) nhiều năm là Chủ nhiệm khoa Piano tại Nhạc viện thành phố Hồ Chí Minh.

Đặng Thái Sơn đã đạt giải nhất cuộc thi piano quốc tế Chopin và trở thành nghệ sĩ dương cầm nổi tiếng ở cả trong lẫn ngoài nước.