विनय सहस्रबुद्धे ह्यांचा जन्म उत्तर महाराष्ट्रातील धुळे येथे एका मध्यमवर्गीय कुटुंबामध्ये झाला. त्यांचे वडील प्रभाकर सहस्रबुद्धे, हे खादी आणि ग्रामोद्योग आयोगामध्ये कामाला होते आणि कर्नाटकातील हुबळी येथील बेनगेरीमधील खादी आणि ग्रामोद्योग आयोगाच्या प्रशिक्षण केंद्रातून मुख्याध्यापक पदावरून सेवानिवृत्त झाले.
त्यांच्या आई, सुधा सहस्रबुद्धे ह्या काही काळ नाशिकजवळील त्र्यंबक विद्यामंदिर कॉलनीमधील खादी आणि ग्रामोद्योग आयोगाच्या प्रशिक्षण केंद्रात माँटेसरी शिक्षिका होत्या. विनय सहस्रबुद्धे ह्यांना एक मोठा भाऊ (विश्वास सहस्रबुद्धे) आणि दोन मोठ्या बहिणी आहेत (अनुराधा अभ्यंकर आणि शीला सोमण).
नयना सहस्रबुद्धे ह्या विनय सहस्रबुद्धेंच्या अर्धांगिनी होत. मूळच्या रत्नागिरीच्या असलेल्या नयना ह्यांनी इंग्रजी साहित्यामध्ये पदव्युत्तर (एम.ए.) शिक्षण घेतले आहे. व्यवसायाने बँकर असणाऱ्या नयना सध्या बँक ऑफ महाराष्ट्र येथे त्यांच्या दिल्लीमधील प्रादेशिक कार्यालयात सहायक महाव्यवस्थापक पदावर आहेत. विद्यार्थीदशेत नयनासुद्धा विद्यार्थी चळवळीत सक्रिय होत्या, आणि अखिल भारतीय विद्यार्थी परिषदेशी (अभाविप) संबंधित होत्या. नंतर, स्त्री सबलीकरण आणि लैंगिक न्यायासाठी काम करणाऱ्या भारतीय स्त्री शक्ती ह्या अखिल भारतीय संस्थेसाठीसुद्धा त्या काम करू लागल्या. त्या २००९ साली भारतीय स्त्री शक्तीच्या राष्ट्रीय अध्यक्षा झाल्या. सध्या, नयना भारतीय स्त्री शक्तीच्या उपाध्यक्षा आहेत. विनय आणि नयना ह्यांचा सुपुत्र आशय ह्याने इलेक्ट्रॉनिक मीडियामध्ये एमए केलेले असून त्याचा डॉक्टरेटसाठीचा अभ्यास सुरु आहे. तो चित्रपटनिर्मिती आणि सुगम संभाषणाचे काम करणारे एक स्टार्ट अप सुद्धा चालवतो. त्याची पत्नी शिवदा ही आर्किटेक्ट आणि इंटिरिअर डिझाइन व्यावसायिक म्हणून काम करते.