Freud war vier Jahre lang mit Martha Bernays verlobt, bevor er diese am 13. September 116 heiratete. Martha Bernays war die Tochter einer angesehenen Rabbiner- und Gelehrtenfamilie. Nur einen Tag später fand eine weitere Trauung nach jüdischem Ritual statt. Beide Hochzeiten wurden in Hamburg vollzogen. Freud wurde danach Onkel von Edward Bernays, der später als "Vater der Public Relations" bekannt wurde.
Zusammen mit Martha Bernays hatte Freud sechs Kinder. Die erstgeborene Tochter bekam den Namen Mathilda, sie lebte von 1887 bis 1978. Sophie lebte zwischen 1893 und 1920, die dritte Tochter Anna zwischen 1895 und 1982.
Seine Söhne erhielten alle Vornamen von bedeutenden Männern. Martin, der zwischen 1889 und 1967 lebte, erhielt seinen Namen nach Jean-Martin Charcot, der durch seine Hysterieuntersuchungen bekannt wurde. Oliver lebte von 1891 bis 1969 und wurde nach Oliver Cromwell benannt, der England für die Juden eröffnete. Der zuletzt geborene Sohn war Ernst, der von 1893 bis 1970 lebte. Er wurde nach dem Physiologen Ernst Wilhelm von Brücke benannt. Ernst wurde Vater des berühmten Porträtmalers Lucian Freud, der 1922 geboren wurde und 2011 verstarb.