Marié à trois reprises, Robert Klapisch était veuf depuis la disparition de sa dernière femme Louise en 2012, morte d’un cancer. Il laisse derrière lui trois enfants : Coline et Cédric Klapisch, nés de son premier mariage avec la psychanalyste Françoise Meyer, mais également Marianne Klapisch, née de sa deuxième union avec Christiane Klapisch-Zuber, historienne.

Dans une interview accordée au Parisien en 2017 à l’occasion de la sortie de son film Ce qui nous lie, Cédric Klapisch s’était confié sur sa relation complexe avec son père : “Bizarrement, ce film m’a permis de reparler avec mon père. Le mien a souvent vécu loin de nous. Quand j’avais 20 ans, il est parti en Suisse. Ici, je fais un film qui parle assez frontalement du rapport père-fils (…). Nous en avons parlé ensemble, mon père et moi. Du coup, on s’est dit des choses qu’on ne s’était jamais dites.“