В марте 2006 года Андрей Мерзликин женился на Анне Осокиной. Они познакомились за год до этого на вечеринке у общих друзей. Аня по образованию психолог, но некоторое время работала ассистентом кинорежиссера.

2 декабря 2007 года у супругов родился сын Федор.

29 сентября 2998 года у супругов родилась дочь Серафима.

25 августа 2010 года родилась еще одна дочь Евдокия.

В сентябре 2015 года стало известно, что супруги ждут появления на свет еще одного ребенка. Роды запланированы на январь 2016 года. Пол ребёнка будущие родители не узнавали.