祖先
李氏先世本姓许，明末避乱由江西湖口迁至合肥。九世祖李心庄无子，同庄姻戚许迎溪将次子子慎所给其为嗣，改姓李。李家世代耕读为生，至李鸿章高祖时才“勤俭成家，有田二顷”，一直与科举功名无缘，直到李鸿章父亲李文安于道光十八年（1838年）考中进士，李氏一族才“始从科甲奋起，遂为庐郡望族”。
父兄
父亲李文安，为道光十八年（1838年）三甲进士，榜名李文玕。任刑部主事，历官员外郎、督捕司郎中，记名御史。李文安与曾国藩同年登科，并令其子李瀚章、李鸿章拜曾国藩为师。
大哥：李瀚章。女儿：李经萱，嫁曾国藩女儿曾纪芬之子聂其煐。
三弟：李鹤章，同治三年，捐赠黄马褂，授甘肃甘凉道。子李经义：官至云贵总督。子李经馥：娶曾氏系曾国藩次子曾纪泽之女。其子李国芝娶清末政治家、二品工部左侍郎、企业家盛宣怀孙女盛毓菊。
四弟：李蕴章，追随李瀚章，办理军饷，税务厘金，后以残废之身居家不出。
五弟：李凤章，李家首富。儿子李经翊，孙李国洵，曾孙女李家英。
六弟：李昭庆，累擢至记名盐运使。长子李经方，过继给李鸿章。次子早逝。三子李经榘，候选知州，候补知府，赏戴花翎，赏给一品封典，1895年诰授光禄大夫，娶郭氏系首任英国公使郭嵩焘之女。四子李经叙，上海制造局会办，金陵制造局总办，1897年随驻美大臣至美，以二等参赞住驻秘鲁，代办出使大臣事物，娶许氏系翰林院编修许其光之女。其子李国源娶皖系军阀、北洋政府国务院总理、中华民国临时执政段祺瑞长女段式萱。五子李经翊，过继给李凤章。
配偶
李鸿章原配夫人周氏，咸丰十一年（1861年）病故。继室赵小莲，系太湖望族、进士赵畇之女。侧室莫氏，侍妾冬梅。
后代
儿子：
李经方：驻美参赞，驻日公使，出使英国大臣。娶四川总督刘秉璋之女。
李经述：诗人，三品参赞官。其子李国杰娶状元张之万即两江总督张之洞兄长之女张氏。
李经迈：出使奥国钦差大臣。
李经溥
女儿：李经璹，小名李菊耦，嫁张佩纶（同治进士）。曾外孙女是中国现代作家张爱玲（本名张煐）。
后人纪念
故居
李鸿章的家宅，李鸿章故居位于今合肥市中心的淮河路步行街中段，是典型的晚清江淮地区民居建筑。布局整齐，结构严谨，雕梁画栋，占地面积2000平方米，由南向北依次分为大门、前厅、中厅、走马楼(小姐楼)。东面新开放的淮系展馆1500多平方米，整个李府的占地面积共计3500多平方米。
故居面南背北，两扇高大厚实的朱漆大门和门前一对威武的石狮，面对着日夜川流不息的人群。故居自南向北依次为大门、过厅、中厅以及内眷所住的走马楼。古色古香的故居具有明显的江淮官宅特点。
李鸿章故居建于19世纪末。故居当年规模很大，许多人用“李府半条街”来形容李家住宅群的恢弘气势。历经百年的风风雨雨，李府依然保留独有的风貌，在十年动乱的时候，李鸿章故居遭到严重破坏。改革开放后，在文化部副部长英若诚的督导下，合肥市政府对李鸿章故居采取保护措施，根据历史照片，在原地修复重建，现存规模已不到原来的十二分之一，但是，主要部分仍旧保留。
祠堂
北京、天津、保定、上海、济南、南京、合肥肥东等地建有李公祠。
李鸿章报恩祠
祠堂是清光绪十一年即公元1885年，李鸿章六兄弟为报许氏之恩出资兴建。由于年久失修，许氏宗族集资百万元，对报恩祠进行了重修，遵循修旧如旧原则，基本恢复了当年的原貌。
坟墓
大跃进时期，李鸿章的坟被刨，穿着黄马褂的遗体原本保存完好，结果被群众挂在拖拉机后面游街，直至尸骨无存。