Atilla Özdemiroğlu 5 kez evlendi. En son eşi ise kendinden 35 yaş küçük olan Hepgül Hepbir. Atilla Özdemiroğlu'nun 2'si Hepgül Hepbir'den olmak üzere toplam 4 tane çocuğu var. Çocuklarının ismi ise Sarp Özdemiroğlu, Lara Özdemiroğlu, Yaprak Özdemiroğlu ve Lidya Özdemiroğlu