Najbliższa rodzina Billa Gatesa to jego żona, troje dzieci i dwie siostry. Założyciel Microsoftu ma starszą siostrę Kristianne i młodszą siostrę o imieniu Libby. Jego żoną jest Melinda, którą Gates poślubił w 1994 roku. Jej małżonkami, od najstarszych do najmłodszych, są Jennifer, Rory i Phoebe.
W październiku 1955 roku urodził się William Henry Gates III. Jego matka nazywała się Mary. Ojciec Gatesa był prawnikiem, a jego matka była nauczycielką. Założyciel firmy Microsoft poznał swoją żonę w 1989 roku, kiedy była dyrektorem w swojej firmie. Para wyszła za mąż w 1994 roku, a matka Billa Gatesa zmarła na raka piersi sześć miesięcy później.
Jennifer Gates urodziła się w 1996 roku. Jest znanym entuzjastą hippiki. W październiku 2011 r. Bill Gates wydzierżawił dom za 600 000 $ w ciągu sześciu miesięcy, aby umożliwić jego rodzinie pozostanie na Florydzie, podczas gdy Jennifer brała udział w zawodach jeździeckich w Wellington. Dom znajdował się w odległości krótkiego spaceru od terenów jeździeckich, a brat Jennifer, Rory, wziął udział w jej konkursie.
W marcu 2014 r. Bill i Melinda Gates wyjaśniali, że chcą, by ich dzieci "miały poczucie własnych możliwości". Rodzice planują, aby ich dzieci miały równowagę dziedziczenia, aby miały swobodę robienia wszystkiego, co chcą, z karierą, ale nie za dużo pieniędzy, które dzieci kończą marnować swoje życie.