С 1991 года Олег Тягнибок женат на враче-эпидемиологе Ольге Демчишин. Пара воспитывает троих детей - дочерей Ярину-Марию (родилась в 1992 году) и Дарину-Богдану (родилась в 1995 году), и сына Гордея (родился в 1997 году).

Тягнибок владеет польским и немецким языками. Он увлекается спортом, любит футбол.