Sanger menikahi Margaret Joan Howe pada tahun 1940. Mereka memiliki tiga anak: Robin, lahir pada tahun 1943, Peter lahir pada tahun 1946 dan Sally Joan lahir pada tahun 1960.<ref name=nobelbio>{{citation |title=The Nobel Prize in Chemistry 1958: Frederick Sanger – biography |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1958/sanger.html |publisher=Nobelprize.org |accessdate=10 Oktober 2010 |archive-date=2013-06-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130605160159/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1958/sanger.html |dead-url=yes }}<br>{{citation |title=The Nobel Prize in Chemistry 1980: Frederick Sanger – autobiography |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1980/sanger-autobio.html |publisher=Nobelprize.org |accessdate=10 Oktober 2010 |archive-date=2007-10-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20071011093357/http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1980/sanger-autobio.html |dead-url=yes }}</ref> Dia mengatakan bahwa istrinya telah "memberikan kontribusi lebih untuk karyanya daripada orang lain dengan menyediakan rumah tangga yang damai dan bahagia."<ref name=Telegraph_obit>[http://www.telegraph.co.uk/news/obituaries/science-obituaries/10462574/Frederick-Sanger-OM.html ''The Telegraph'': Frederick Sanger, OM]</ref>
