父親原籍上海，電氣工程師，從事設計核電站。母原籍上海，大學心理學教授。2個姐姐分別年長吳彥祖10年、12年。妻子Lisa.S，中法猶混血兒，身高178cm曾拍攝過很多的平面廣告。女兒Raven Wu（中文名：吳斐然）2013年5月30日出生。2016年4月3日，吳彥祖和老爸一起去給豪車加油，父子倆神相似，完全是基因強大的證據。
2010年4月6日，吳彥祖與女友LisaS在南非舉行婚禮；7月28日晚，吳彥祖與 Lisa.S在香港補擺喜宴。2012年12月7日，吳彥祖太太lisaS.剛剛宣布懷孕三個月後出席公開活動，吳彥祖公開表示要停工一年在家裡帶孩子。2013年6月3日，吳彥祖在線上曬出新生女兒小手照，並宣布他們的健康女兒Raven Wu 已經出世了。
