Nhà thơ Mikhalkov tái giá 13 năm trước, ông lấy Julia Subbotina – một nhà vật lý lý thuyết.
“Lần lập gia đình đầu tiên tôi trẻ hơn vợ mình mười tuổi. Còn lần thứ hai – tôi hơn vợ bốn mươi bảy tuổi. Và cả hai lần bạn bè và người quen đều nghi ngờ rằng chúng tôi sẽ chẳng có một gia đình hạnh phúc khi tuổi tác chênh lệch đến thế” – Sergei Mikhalkov nói.
Hai con trai của Sergei Mikhalkov là hai đạo diễn điện ảnh nổi tiếng thế giới, nghệ sĩ nhân dân Nga – Andrei Mikhalkov-Konchalovsky và Nikita Mikhalkov. Ngoài họ ra, các thành viên khác trong gia đình Mikhalkov cũng có sự nghiệp điện ảnh của mình.
Các cháu nội của Sergei – Egor Konchalovsky là đạo diễn; Artiom Mikhalkov – diễn viên, biên kịch và đạo diễn; Stepan Mikhalkov – diễn viên và nhà sản xuất; Anna và Nadezhda Mikhalkova – diễn viên
Mặc dù vậy, Sergei Mikhalkov không hề có chế độ giáo dục đặc biệt nào để nuôi dạy con cháu thành những cá nhân nổi bật như vậy.
“Giáo dục gì… - ông nói. – Tôi chẳng bao giờ quan tâm đặc biệt tới việc học hành, sự nghiệp, sự nổi tiếng của chúng. Tôi không bao giờ tác động tới sự lựa chọn của con cháu. Chúng tự chọn đường, và tự tìm đường đi cho mình; và đạt được thành công nhờ tài năng của mình. Tôi hài lòng với đám con nít của mình. Mặc dù chúng còn con nít gì nữa … một đứa đã ngoài 60, đứa kia thì ngoài 70 rồi”.