刘诗昆的三任妻子分别是：第一任叶向真，第二任盖燕，第三任孙颖。 叶向真是叶剑英元帅之女，1962年与刘诗昆结婚，育有一子。特殊历史时期中，为避免牵连，刘诗昆主动提出离婚。出狱后两人虽仍有亲情，但未能复婚。 盖燕是哈尔滨演出时结识的报幕员，1988年或1989年结婚，相差26岁。她曾全力支持刘诗昆事业，随其调入北京，但后期因财务分歧与情感摩擦渐生矛盾，2009年前后离婚，导火索涉及刘诗昆与孙颖的关系。 孙颖是琵琶演奏家，早年以学生身份师从刘诗昆，2002年合作相识，2011年确立关系，2017年于拉斯维加斯登记结婚，相差37岁。婚后先后于2020年（81岁）、2023年（84岁）迎来女儿贝贝和儿子天天，实现高龄得子奇迹。
