Женат на Джанет Темплтон с 1961 года, у них родились три сына и дочь: актёр и режиссёр Эмилио Эстевес (род. в 1962), актёр и режиссёр Рамон Эстевес (род. в 1963), актёр Чарли Шин (род. в 1965) и актриса Рене Эстевес (род. в 1967).

А также Мартин Шин любящий дедушка своих внуков Сэм и Лолы, дочерей Чарли Шина и Дениз Ричардс.