Sau cuộc đấu tố năm 1954, hầu hết người thân trong gia đình ông hoặc đã chết hoặc đã ly tán ra nước ngoài. Ông có một người chị là Đặng Thị Lý- vợ của Thủ tướng VNCH Phan Huy Quát , các em Đặng Thị Tâm, Giáo sư Tiến sĩ ngành Tâm lý trẻ em tại Illinois (Hoa Kỳ), Giáo sư Đặng Văn Ký đang dạy ở Polytechnique (Pháp) và bà chị gái sống ở Sydney (Úc).

Ông từng lập gia đình với một dược sĩ. Bà vốn là một hội viên Hội chữ thập đỏ, được đào tạo để công tác trong quân đội. Sau năm 1954, bà làm việc tại Bộ Y tế, và từng giữ chức Giám đốc một nhà máy dược phẩm. Bà qua đời năm 1998. Ông bà có với nhau 2 người con: 1 trai 1 gái.