১৯৬৭ সালে ইউনূস যখন ভ্যান্ডারবিল্ট বিশ্ববিদ্যালয়ে পড়াশোনা করছিলেন সেসময় তিনি ভেরা ফরোস্টেনকোর সাথে পরিচিত হন, যিনি ভ্যান্ডারবিল্ট বিশ্ববিদ্যালয়ে রাশিয়ান সাহিত্যের একজন ছাত্রী ছিলেন এবং যুক্তরাষ্ট্রের ট্রেন্টন, নিউ জার্সিতে রাশিয়ান অভিবাসীদের কন্যা ছিলেন। তারা ১৯৭০ সালে বিবাহ বন্ধনে আবদ্ধ হন।[১৪][১৯] ইউনূসের ভেরার সাথে বিবাহ বিচ্ছেদ ঘটে ১৯৭৯ সালে চট্টগ্রামে তাদের মেয়ে মনিকা ইউনূসের জন্মের কয়েক মাস পরেই, কারণ ভেরা দাবি করেন যে বাংলাদেশ একটি শিশু পালন করার জন্য ভালো জায়গা নয় এবং নিউ জার্সিতে ফিরে যান।[১৪][১৯] মনিকা নিউ ইয়র্ক সিটিতে একজন অপেরাটিক সোপ্রানো (শাস্ত্রীয় গানের শিল্পী) হিসেবে প্রতিষ্ঠিত হন।[১৩২] ইউনূস পরে আফরোজি ইউনূসকে বিয়ে করেন, যিনি তখন ম্যানচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ে পদার্থবিজ্ঞানের একজন গবেষক ছিলেন।[১৯] পরবর্তীতে তিনি জাহাঙ্গীরনগর বিশ্ববিদ্যালয়ে পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক হিসেবে নিযুক্ত হন। তাদের মেয়ে দীনা আফরোজ ইউনূস ১৯৮৬ সালে জন্মগ্রহণ করেন।[১৯]
ইউনূসের ভাই মুহাম্মদ ইব্রাহিম ঢাকা বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞানের একজন প্রাক্তন অধ্যাপক এবং সেন্টার ফর মাস এডুকেশন ইন সায়েন্স (সিএমইএস)-এর প্রতিষ্ঠাতা, যা গ্রামের কিশোরীদের কাছে বিজ্ঞান শিক্ষা পৌঁছে দেয়।[১৩৩] তার অন্য ভাই মুহাম্মদ জাহাঙ্গীর (মৃত্যু ২০১৯) বাংলাদেশে একজন টেলিভিশন উপস্থাপক এবং সামাজিক কর্মী ছিলেন।[১৩৪]