Первые два брака Ильи Олейникова были «фиктивные», с целью прописаться в Москве.
Третья жена — Ирина Викторовна Клявер (урождённая Олейникова), бывшая певица, кандидат химических наук. Сын — Денис Клявер, певец и солист группы «Чай вдвоём».