Người vợ đầu tiên của Trần Tích Liên tên gọi Lật Cách (栗格), quê Mễ Chi tỉnh Thiểm Tây, tên thật là Lê Chi Tuệ (黎芝慧), tốt nghiệp Đại học Quân chính Kháng Nhật và kết hôn vào ngày 16 tháng 12 năm 1942. Mùa thu năm 1948, bà qua đời vì bạo bệnh. Người vợ thứ hai là Vương Tuyền Mai (王璇梅) được Trần Canh giới thiệu và hai người kết hôn vào tháng 8 năm 1949. Bà là em vợ Trần Canh tên Vương Căn Anh (王根英).[6] Từng tham gia vào công tác phiên dịch tiếng Nga trong suốt một thời gian dài.

• Con trai thứ hai tên Trần Tái Văn (陈再文), là phi công thiệt mạng trong vụ tai nạn Chuyến bay 3303 của Hàng không Dân dụng Trung Quốc vào năm 1982.
• Con trai thứ ba tên Trần Tái Phương (陈再方), Phó Chủ nhiệm Ủy ban Khoa học và Công nghệ Tổng cục Quân trang Quân Giải phóng Nhân dân Trung Quốc, cấp bậc trung tướng.
• Có một cô gái tên Trần Tái Hồng (陈再红).