- 第一任妻子:劉秀貞。育有二子陳祖澤、陳祖濤。
- 第二任妻子:杜作祥。“二十八個半布爾什維克”之一。1928年春在莫斯科結婚。1931年4月因工作分居,1934年被國民黨逮捕失去聯係。無子女。
- 第三任妻子:張琴秋。“二十八個半布爾什維克”之一。1935年長征途中結婚。1936年10月,紅四方麵軍、紅二方麵軍與紅一方麵軍在甘肅會寧會師後,因獨立師減員嚴重,縮編為抗日先鋒團,參加西路軍作戰,張仍任團長,西路軍不久失敗,張隨軍被俘,被押往南京。抗日戰爭爆發後,張被釋放,前往延安工作,長期在中共中央婦女委員會工作。1939年陳昌浩去蘇聯,1943年張與他人再婚。無子女。
- 第四任妻子:格拉娘。陳昌浩1939年去蘇聯後結識,育有一子陳祖莫。1960年代離婚。
- 第五任妻子:孟力。1965年7月結婚。無子女。