Theo cuốn Bên thắng cuộc thì lúc sinh thời ông đã hai lần lập gia đình. Năm 1956 ông ly dị và sống độc thân 20 năm. Cho đến năm 1976 thì ông kết hôn với người vợ thứ hai là bà Nguyễn Thị Đức Thịnh. Ông và bà có với nhau 2 người con gái sinh năm 1977 và 1982.[6] Sau khi ông Bách bị kỷ luật, cách chức ủy viên Bộ chính trị, ủy viên Trung ương Đảng thì bà Thịnh bị cơ quan "cho ra đứng vỉa hè, giữ xe máy cho khách đến liên hệ với cơ quan".[6]