اولین فرزند او در سال ۲۰۰۲ متولد شد و آخرین آن در سال ۲۰۲۱. همسر اول ماسک یک نویسنده ی کانادایی به نام جاستین ویلسون بود که ماسک از او ۶ فرزند دارد. آن ها در سال ۲۰۰۰ با یکدیگر ازدواج کردند اما زندگی مشترک آن ها در سال ۲۰۰۸ به پایان رسید. ماسک حضانت ۵ تا از فرزندان شان را به طور مشترک با ویلسون برعهده دارد.
زن بعدی زندگی ماسک، تلولا رایلی بود که مؤسس شرکت تسلا ۲ بار با او ازدواج کرد و ۲ بار هم از او جدا شد. آن ها بار اول از سال ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲ و بار دوم از ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۶ با یکدیگر زندگی کردند اما صاحب فرزند نشدند.
ماسک در سال ۲۰۱۸ با گرایمز، خواننده ی کانادایی وارد رابطه شد و آن ها در سال ۲۰۲۰ صاحب اولین فرزند خود شدند. این زوج در سپتامبر ۲۰۲۱ از یکدیگر جدا شدند و بعد از مدت کوتاهی بار دیگر رابطه ی خود را از سر گرفتند و این بار در دسامبر ۲۰۲۱ از طریق رحم اجاره ای صاحب فرزند دیگری شدند. با این حال، اندکی بعد بار دیگر به رابطه ی خود پایان دادند.
او در نوامبر ۲۰۲۱ از شیون زیلیس، یکی از مدیران اجرایی رده بالای شرکت نورالینک ِ ماسک، صاحب ۲ فرزند دوقلو شد.
ماسک در مصاحبه ی جدید خود درباره ی آینده ی فرزندانش صحبت کرد. او گفت که اگر فرزندانش علاقمند به مدیریت امپراتوری میلیاردی او نباشند یا توانایی این کار را نداشته باشند، سهام شرکت هایش را به طور خودکار برای فرزندانش به ارث نخواهد گذاشت، چرا که این کار را اشتباه می داند.
به گفته ی ماسک، تنها در صورتی دیگر بچه دار نخواهد شد که نتواند پدر خوبی باشد. اولویت او این است که پدر خوبی باشد و بنابراین تنها زمانی به دوباره بچه دار شدن فکر می کند که بتواند این وظایف پدری خود را به خوبی انجام دهد.
ماسک در این مصاحبه گفت که قرار نیست در آینده ی نزدیک دوباره بچه دار شود. او همچنین شایعات مطرح شده درباره ی خرید یک کلینیک باروری توسط او برای محقق کردن بلندپروازی هایش در زمینه ی افزایش جمعیت کره زمین را رد کرد.