Ibu bapa Neville ialah Frank dan Alice Longbottom. Mereka dahulunya ialah Auror yang hebat dan anggota Kumpulan Phoenix semasa Lord Voldemort pernah berkuasa. Mereka telah dijadikan tidak siuman oleh sekumpulan Death Eater, dikatakan Barty Crouch Jr. dan Bellatrix Lestrange, yang menyiksa mereka dengan Sumpahan Cruciatus. Mereka kini berada di Hospital St Mungo untuk Kecederaan dan Penyakit Ajaib. Nenek Neville, Augusta yang membesarkannya sejak kecil. Augusta amat tegas dalam hal disiplin. Augusta sangat berharap yang Neville akan menjejaki langkah ayahnya tanpa mengisahkan kesesuaian dan minatnya. Apabila Neville memberitahu Profesor McGonagall yang neneknya merasakan "Mantera" adalh sihir yang kurang baik berbanding Transfigurasi, McGonagall memberitahunya yang "Kini sudah masanya nenek kamu belajar untuk bangga dengan cucu yang dia ada, bukan dengan apa yang diharapkan".

Neville juga mempunya datuk saudara, Algie, yang disebut banyak kalidan telah memberinya kodok dan Mimbulous Mimbletonia. Walau bagaimanapun, dia tidak pernah muncul dalam buku. Algie lebih suka mendorong dalam keadaan paksa, sepertimana mencampakkan Neville ke dalam tasik untuk melihat sama ada dia lemas dan mencampakkanya ke luar tingkap untuk melihat sama ada dia boleh melambung. Mungkin ini menyebabkan keadaan emosi Neville agak rapuh.

Kehilangan ibu bapanya memberi kesan yang sangat besar kepada Neville. Ketika Harry Potter mengetahui akan nasib ibu bapa Neville ketika Harry Potter dalam Piala Api, Neville masih tidak mengetahuinya. Ketika Harry Potter dalam Kumpulan Phoenix, Harry dan rakannya, Ron Weasley, Hermione Granger, dan Ginny Weasley terserempak dengan Neville ketika melawat ibu bapanya di Hospital St Mungo. Mereka telah menyimpan rahsia itu.