一、父母
父亲施怀林，毕业于哈尔滨工业大学，毕业后被分配至河南省电力工业局工作。母亲姜小英，毕业于北京矿业学院，曾在高校任职，并于河南工程学院退休。
二、妻子
妻子赵仁滨，是清华校友，曾荣获哈尔滨市高考状元的称号，后在美国普林斯顿大学获得博士学位。1992年，施一公在攻读博士二年级时与赵仁滨喜结连理，二人育有一对龙凤胎儿女，分别是施慕华和施清华。
三、子女
施慕华和施清华，是施一公与赵仁滨的龙凤胎儿女。
四、祖父
施平，曾在政府就职，在施一公的成长过程中对其影响深远，希望子孙能为祖国的发展出力，曾担任多所高校的重要职务。
五、祖母
杨琳，是丹阳吕城镇人，也是一名革命者，1933年生下施一公父亲施小林后，于1934年因身份暴露被谋害牺牲。
