梁启超一生有过两位夫人：李蕙仙和王桂荃。
夫妇相敬如宾
1889年（光绪十五年）年仅17岁的梁启超在广州乡试考中了举人，主考官李端棻看中了他的才华，把自己的堂妹李蕙仙许配给了他。1891年（光绪十七年）梁启超19岁时入京与与长他4岁的李蕙仙成婚。在梁家，李蕙仙相夫教子、敬老扶幼，与梁启超相敬如宾，感情一直很好。
李蕙仙与梁启超结婚时，带了两位陪嫁的丫环，其中一位即王桂荃；王桂荃聪明、勤快，深得梁氏夫妇喜欢。
1898年6月变法失败后，梁启超和康有为顾不上家小，仓惶逃往日本。他虽然很繁忙，但是家书不断。他还把自己的和服照片寄给李蕙仙，说：“衣冠虽异，肝胆不移。见到了我的照片就像见到我本人一样。”甚至后来1915年护国战争时，梁启超去参加护国军，对一家老小更是放心不下。李蕙仙反而鼓励他说：“上自高堂，下至儿女，我一身任之。君为国死，毋反顾也。”李蕙仙可以称得上是深明大义的贤内助，梁启超深情地称她为“闺中良友”。
毅然断绝婚外情
1899年梁启超赴美，在檀香山受到热烈欢迎。在一位何姓华侨举行的宴会上，梁启超结识了华侨的女儿何慧珍。钦佩梁启超才华的何慧珍，向梁启超表达了爱慕之情。几位要好的朋友都希望梁启超和何慧珍能够结合。但梁启超毕生反对女人缠足和男人纳妾，还付诸行动，成立“不缠足会”、“一夫一妻世界会”。此时的梁启超提笔给远在日本的发妻蕙仙仙写信，详细地向妻子讲述了自己对何慧珍的感情。李蕙仙能够理解丈夫对知音的渴求，然而最终，梁启超还是以自己的理智战胜了情感，斩断了与何慧珍的情缘。
培育了数名栋梁之材的平凡母亲
1901年，梁启超的长子梁思成诞生。苦盼六年的梁启超后继有人，自然非常高兴，但望着孩子单薄的身体，他和李蕙仙都有些担心。于是为了香火旺盛，1903年，梁启超在李蕙仙的准许下，纳娶侍婢王桂荃为妾。王桂荃后来一连给梁启超又生下了六个子女。在李蕙仙生前，梁启超很少公开提到王桂荃，因为这姻缘违背了自己定下的“一夫一妻制”。他要求孩子们叫王桂荃为“王姑娘”或者是“王姨”，但是几乎所有的孩子对王桂荃的感情都非常深，他们称呼李蕙仙为“妈”，称呼王桂荃为“娘”。
1924年9月13日，李蕙仙因病而逝，梁启超为此写下了一篇情文并茂的《祭梁夫人文》。
1929年，梁启超也因病逝世，跟李蕙仙合葬于北京香山。他的孩子们全都留给了王桂荃。之后的岁月里，王桂荃一人照顾全家上下，梁家子女从王桂荃身上，学到了坚忍不拔的勤奋品格。
1968年，“文革”中与子女们分离四散，85岁的王桂荃在一间阴暗的小屋中与世长辞。
“文革”后，梁家子女们在香山梁启超、李蕙仙的合葬墓旁种下一棵母亲树，立碑纪念王桂荃这位培育了数名栋梁之材的平凡母亲。
一家出了三个院士
梁启超共有9个子女：思顺（令娴）、思成、思永、思忠、思庄、思达、思懿、思宁、思礼。
其中思顺、思成、思庄为李夫人所生；
思永、思忠、思达、思懿、思宁、思礼为王夫人所生。他们中的许多人后来都成为杰出的人才，兄弟里面出了三个院士，这在全世界范围内也可算是罕见的 ——
梁思顺（令娴）（1893年－1966年），长女，
梁思成（1901年－1972年），长子，著名建筑学家，1948年3月当选为中央研究院首届院士（人文组）；其妻为林徽因。
梁思永（1904年－1954年），次子，著名考古学家，1948年3月当选为中央研究院首届院士（人文组）。
梁思忠（1907年－1932年），三子，曾任国民党十九路军炮兵校官，因病早殇。
梁思庄（1908年－1986年），次女，著名图书馆学家。
梁思达 (1912年—2001年），四子，长期从事经济学研究。
梁思懿（1914年－1988年），三女，从事社会活动。
梁思宁（1916年－），四女，投奔新四军参加革命；现已离休，住在山东济南。
梁思礼（1924年－），五子，著名火箭控制系统专家，1993年当选为中国科学院院士。