Ayahandanya ialah Yang Mulia Raja Ir Dr Haji Sir Ahmad Bahharruddin Eismaill Shah ibni DYAM Raja Bendahara Haji Sir Abdul Rasshid Shah ibni Sultan Sir Idris Musshiddul al-Adzam Shah Perak, pernah menjadi Pegawai Daerah Marang yang berkahwin dengan Tengku Zaliha Putri binti Sultan Ismail Nasiruddin Shah.

Pada 1981 beliau berkahwin dengan Jacqueline Pascarl seorang penulis buku rakyat warga Australia. Mereka dikurniakan dua anak iaitu Raja Mohamad Baharuddin (Iddin) dan Raja Shahirah Aishah (Aishah). Raja Shahirah berkahwin dengan vokalis kumpulan Love Me Butch, Syarul Reza Abdul Aziz di Masjid Terapung Masjid Tengku Tengah Zaharah, Kuala Ibai. Anaknya itu lulusan Universiti Teknologi Mara (UiTM), Shah Alam. Majlis persandingan mereka diadakan di Aryani Resort di Merang, Setiu. Anaknya bersekolah selama enam tahun di Sekolah Kebangsaan Pusat Chabang Tiga, Kuala Terengganu dengan kawalan ketat Pasukan Gerakan Am (PGA).[3]

Raja Kamarul Bahrin Shah berkahwin dengan seniwati Singapura dan adik kepada Komposer terkenal di Malaysia iaitu Dato' Johari Salleh- Toh Puan Norilah Salleh atau dahulu dikenali sebagai Elmi Salleh. Dikurnia 4 cahaya mata, Raja Badruddin Hakim Shah (1987), Raja Bahiuddin Ansari Shah (1989), Raja Nur Aryani Munirah (1991) dan Raja Nur Saliha Nazirah (1993).

Sekitar tahun 2009-2010 kemudiannya berkahwin dengan penyanyi jazz Malaysia Noryn Aziz atau nama sebenarnya Norazmahwati binti Abdul Aziz, lulusan UiTM.