Berners-Lee đã kết hôn với Nancy Carlson năm 1990; họ đã có hai con và ly hôn vào năm 2011. Năm 2014, Berners-Lee kết hôn với Rosemary Leith tại Cung điện Thánh James ở London.[43] Leith là giám đốc của Quỹ World Wide Web và là thành viên của Trung tâm Berkman ở Đại học Harvard. Trước đó, bà là Chủ tịch Hội đồng Công trình Toàn cầu của Diễn đàn Kinh tế thế giới về Tương lai An ninh Internet[44] và bây giờ là thành viên hội đồng quản trị của YouGov.[45]

Berners-Lee được nuôi dạy như là một người Anh giáo, nhưng khi còn trẻ, ông đã từ bỏ đức tin này. Sau khi làm cha, ông trở thành một người theo Chủ nghĩa Phổ độ Nhất thể (Unitarian Universalism - UU).[46] Ông chia sẻ: "Giống như nhiều người, tôi đã nhận được sự dạy dỗ về một tôn giáo mà tôi đã từ chối khi còn là thiếu niên... Giống như nhiều người, tôi đã trở lại với tôn giáo khi chúng tôi có con".[47] Ông và vợ mình muốn dạy về đời sống tinh thần cho con cái của mình, và sau khi nghe lời khuyên từ một mục sư và viếng thăm một nhà thờ theo Chủ nghĩa Phổ độ Nhất thể, họ đã lựa chọn nó.[48] Ông là một thành viên tích cực của nhà thờ đó,[49] mà ông tôn trọng vì ông coi đó là một niềm tin khoan dung và tự do. Ông đã bày tỏ sự tôn trọng đối với các tôn giáo khác, nói rằng: "Tôi tin rằng phần lớn triết lý sống liên kết với nhiều tôn giáo thì đúng đắn hơn nhiều so với giáo điều mà nó mang lại cùng với nó. Vì điều này nên tôi tôn trọng chúng."[47]