严济慈夫人张宗英是曾任两江师范学堂教习的老教育家张鹤龄之女，1920年考入南京高师，是中国最早一级男女同校的八位女大学生之一，“五四运动”时期南京的学生运动领袖之一，毕业于国立东南大学中国文学系。1923年8月8日，严济慈与张宗英订婚，严济慈早年的情书很特别，频繁地向张宗英“汇报”自己的经济状况。1927年11月11日，两人结婚。
严济慈和张宗英的五个儿子和儿媳在科学文化界都有一定的建树。
长子：严又光，毕业于清华大学数学系，是中国第一台数字式计算机的主要设计者。
大儿媳：杜竟中，毕业于东北工学院采矿系，现为北京科技大学教授。
二儿子：严双光，毕业于南开大学化学系，文革中被迫害致死，生前从事飞机制造工作。
二儿媳：胡立生，毕业于乌拉尔工学院（乌拉尔联邦大学前身）冶金系，原从事飞机制造研究工作，现为国家计委所属华阳能源集团副总经理，欧美同学常务副会长兼秘书长。
三儿子：严四光，毕业于燕京大学国际关系学系，原中国社会科学院美国研究所资深研究员。
三儿媳：龚景嘉，毕业于云南大学中文系，现为北京财贸学院副教授。
四儿子，严武光，毕业于苏联列宁格勒大学物理系，现为中国科学高能物理所教授，博士生导师。
四儿媳，高文绣，毕业于苏联科大学物理系，现为中国科学院高能所副教授。
五儿子，严陆光，毕业于苏联莫斯科动力大学院电工系，中国科学院院士，现为宁波大学名誉校长。
五儿媳，吕锡恩，毕业于苏联列宁格勒大学化学系，现为中国科学院化学所副教授。