Mitterrand sinh tại Jarnac, Charente, và được rửa tội với tên gọi François Maurice Adrien Marie Mitterrand. Gia đình ông nhiệt tâm theo Cơ đốc giáo La Mã và rất bảo thủ. Cha ông, Joseph Gilbert Félix, làm kỹ sư cho la Compagnie Paris Orléans, cha dượng của ông là một người làm dấm và sau này làm chủ tịch liên đoàn những người làm dấm (Fédération des syndicats de fabricants de vinaigre). Bà ngoại của Joseph là một phụ nữ quý tộc, hậu duệ của cả Fernando III của Castile và Jean de Brienne của Jerusalem. Mẹ Mitterrand là Marie Gabrielle Yvonne Lorrain, một cháu họ xa của Giáo hoàng John XXII. Ông có ba người anh em trai (Robert, Jacques và Philippe) và bốn chị em gái. Vợ ông, Danielle Mitterrand tên khi sinh Gouze, là người xã hội và đã tham gia nhiều phong trào cánh tả. Họ cưới ngày 24 tháng 10 năm 1944 và có ba con trai: Pascal (10 tháng 6 năm 1945 – 17 tháng 9 năm 1945), Jean-Christophe, sinh năm 1946, và Gilbert Mitterrand, sinh ngày 4 tháng 2 năm 1949. Ông cũng có một con gái Mazarine sinh năm 1974 với Anne Pingeot. Cháu trai của ông Frédéric Mitterrand là một nhà báo, hiện là "Bộ trưởng Văn hoá và Viễn thông" (và là một người ủng hộ Jacques Chirac, cựu tổng thống Pháp), và Roger Hanin anh rể của ông là một diễn viên nổi tiếng. Theo tin của hãng thông tấn AFP, một chính trị gia trẻ tuổi người Thuy Điển (Hravn Forsne, 25 tuổi) đang ứng cử cho đảng bảo thủ vào Quốc hội, trong một cuộc phỏng vấn với một tờ báo địa phương cho biết mình là con trai của François Mitterrand, và có gặp ông ta 5, 6 lần. Mẹ ông, một đặc phái viên cho tờ báo „Aftonbladet" và cho đài truyền hình Thụy Điển ở Pháp, có thú nhận là có quan hệ tình dục nhiều năm với Mitterand, nhưng im lặng không cho biết ai là cha của con trai mình.