Các em ruột anh gồm Thái Hiền, Thái Thảo, Duy Cường đều thành công trên con đường nghệ thuật. Ngoài ra ông còn có em rể là ca sĩ Tuấn Ngọc (chồng của Thái Thảo), em dâu là ca sĩ Thiên Phượng (vợ của Duy Cường) cùng các em họ như Mai Hương, Ý Lan.
Cậu ruột của Duy Quang là các nhạc sĩ Phạm Đình Chương (tức Hoài Bắc), Phạm Đình Viêm (tức Hoài Trung) và nghệ sĩ Phạm Đình Sỹ.
