邓稼先出生于一个学术氛围浓厚的家庭，他的父亲邓以蛰是北京医科大学、北京大学、清华大学等高校的哲学教授，母亲王淑蠲也是一位有很高文学修养的女性。邓以蛰和王淑蠲共有四个子女，邓稼先是家中的第三个孩子。在邓稼先八个月大时，随母亲和两个姐姐移居北平（今北京）。1936年，他进入北平崇德中学读初中二年级，后来在抗日战争期间，崇德中学停办，他转学到志成中学。在这段时期，邓稼先在英文、数学、物理等科目上打下了坚实的基础，并与后来成为著名物理学家的杨振宁成为好友。

邓稼先的女儿邓志典，1954年出生，童年时期因父亲的工作性质，家庭生活常常受到分离和变动的影响。尽管如此，她继承了父亲的许多优秀品质，并在上山下乡的时代，毅然加入内蒙古建设兵团，表现出了坚韧不拔的精神。后来，她成为了一名神经科学家，并在美国取得了医学博士学位。

邓稼先的儿子邓志平，1956年出生，同样受到了父母的良好教育和影响。他曾在内蒙古插队落户，并在工厂工作。后来，他考入重庆大学，并在科研领域取得了显著成就。

邓稼先的妻子许鹿希，是中国科学院近代物理研究所的同事，也是一位物理学家。她与邓稼先育有一子一女，分别是邓志典和邓志平。在邓稼先从事原子弹保密工作的期间，许鹿希独自承担了家庭和工作的双重压力，支持丈夫的事业。