A família imediata de Bill Gates inclui sua esposa, três filhos e duas irmãs. O fundador da Microsoft tem uma irmã mais velha chamada Kristianne e uma irmã mais nova chamada Libby. Sua esposa é Melinda, com quem Gates se casou em 1994. Os filhos do casal, do mais velho ao mais novo, são Jennifer, Rory e Phoebe.
O empresário nasceu William Henry Gates III em outubro de 1955. O nome de sua mãe era Mary. O pai de Gates era advogado e a mãe professora. O fundador da Microsoft conheceu sua esposa em 1989, quando ela era executiva de sua empresa. O casal se casou em 1994, e a mãe de Bill Gates morreu de câncer de mama seis meses depois.
Jennifer Gates nasceu em 1996. Ela é uma notável entusiasta equestre. Em outubro de 2011, Bill Gates alugou uma casa por $ 600.000 por um período de seis meses para permitir que sua família ficasse na Flórida enquanto Jennifer competia em um evento equestre em Wellington. A casa ficava a poucos passos do terreno equestre, e o irmão de Jennifer, Rory, participou de sua competição.
Em março de 2014, Bill e Melinda Gates explicaram que querem que seus filhos "tenham uma noção de sua própria capacidade". Os pais planejam que seus filhos tenham um saldo de alguma herança para que eles tenham liberdade para fazer o que quiserem com suas carreiras, mas não tanto dinheiro que os filhos acabem desperdiçando suas vidas.