Sesuai adat raja-raja Asyur, Sanherib beristeri banyak. Hanya dua dari sekian banyak isteri Sanherib yang diketahui namanya, yakni Tasymetu-syarat[93] dan Naqi'a. Tidak diketahui apakah kedua-duanya berstatus permaisuri, tetapi sumber-sumber dari zaman Sanherib menyiratkan bahwa sekalipun Raja Asyur beristeri banyak, hanya satu isteri yang diakui sebagai permaisuri dan garwa padmi. Tasymetu-syarat menyandang status permaisuri hampir sepanjang masa pemerintahan Sanherib. Secara harfiah, nama Permaisuri Asyur ini berarti "Tasymetum prameswari".[14] Isi prasasti-prasasti menyiratkan bahwa hubungan Sanherib dan Tasymetu-syarat cukup mesra. Sanherib menyebut permaisurinya itu "isteriku tercinta", dan tidak segan-segan memuji kecantikannya.[93]

Tidak diketahui apakah Naqi'a pernah menyandang status permaisuri. Ia memang disebut "ibu suri" pada masa pemerintahan Esarhadon, tetapi sebutan ini mungkin baru diberikan kepadanya menjelang akhir masa pemerintahan Sanherib atau pada masa pemerintahan Esarhadon, kerana ia adalah ibu Esarhadon.[14] Sekalipun Tasymetu-syarat adalah garwa padmi, Naqi'a merupakan sosok yang lebih dikenal sekarang ini kerana kiprahnya pada masa pemerintahan Esarhadon. Pada saat diperisteri Sanherib, Naqi'a memakai nama baru yang khas Akad, yakni Zakûtu (Naqi'a adalah nama khas Aram). Pemakaian nama baru tersebut menimbulkan kesan bahwa Naqi'a lahir di luar negeri Asyur, mungkin di Babel atau di Masyrik, tetapi tidak ada bukti substansial yang mendukung teori-teori mengenai asal usulnya.[90]

Sanherib dikaruniai sekurang-kurangnya tujuh orang anak lelaki dan seorang anak perempuan. selain Esarhadon yang diketahui sebagai Putera Naqi'a, anak-anak lain tidak diketahui nama ibunya. Beberapa di antara mereka agaknya dilahirkan Tasymetu-syarat.[94] Anak-anak Sanherib adalah sebagai berikut:

• Asyur-nadin-syumi (bahasa Akad: Aššur-nādin-šumi)[54] – kemungkinan besar adalah Putera tertua. Diangkat menjadi Raja Babel sekaligus Putera Mahkota Asyur pada tahun 700 SM, ditawan dan dihukum mati orang Elam pada tahun 694 SM.[95]
• Asyur-ili-mubalisu (bahasa Akad: Aššur-ili-muballissu)[93] – kemungkinan besar adalah Putera tertua kedua (ia disebut māru terdennu, artinya "Putera kedua"). Disebutkan bahwa ia "lahir di kaki Asyur", yang menyiratkan bahwa ia berkiprah di bidang keagamaan.[93] Sanherib mengaruniakan kepadanya sebuah rumah di kota Asyur (mungkin sebelum tahun 700 SM) dan sebuah jambangan mahal yang ditemukan dalam kegiatan ekskavasi di Niniwe.[96]
• Arda-Mulisyi (bahasa Akad: Arda-Mulišši)[97] – Putera tertua yang masih hidup ketika Asyur-nadin-syumi wafat pada tahun 694 SM. Menjabat sebagai Putera Mahkota Asyur dari tahun 694 SM sampai diganti Sanherib dengan Esarhadon secara mendadak pada tahun 684 SM tanpa alasan yang jelas. Demi mewujudkan niatnya menjadi Raja Asyur, ia mendalangi aksi makar pada tahun 681 SM yang berakhir dengan kematian Sanherib.[89] Sesudah angkatan perangnya dikalahkan Esarhadon, ia melarikan diri ke Urartu.[89]
• Asyur-syumu-usyabsyi (bahasa Akad: Aššur-šumu-ušabši) – Putera Sanherib yang tidak diketahui urutan kelahirannya. Sanherib mengaruniakan kepadanya sebuah rumah di Niniwe. Batu-bata yang memuat keterangan mengenai rencana pembangunan rumahnya kemudian hari ditemukan dalam kegiatan ekskavasi di Niniwe. Temuan ini mengindikasikan bahwa mungkin Asyur-syumu-usyabsyi sudah wafat sebelum rumahnya selesai dibangun.[96]
• Esarhadon (bahasa Akad: Aššur-aḫa-iddina)[98] – Putera Sanherib yang menjabat sebagai Putera Mahkota Asyur dari tahun 684 sampai 681 SM, kemudian naik takhta menggantikan Sanherib dan memerintah dari tahun 681 sampai 669 SM.[89]
• Nergal-syumu-ibni (bahasa Akad: Nergal-šumu-ibni) – hasil rekonstruksi nama (nama lengkapnya pada prasasti sudah tidak dapat dibaca secara utuh) dari Putera Sanherib lainnya. Ia disebut-sebut mempekerjakan banyak pegawai, antara lain seorang juru pembiak kuda bernama Sama. Mungkin saja ia adalah orang yang sama dengan pejabat urusan pemberitaan yang disebut-sebut pada tahun 683 SM. Namanya dapat pula direkonstruksi menjadi Nergal-syumu-usur.[96] Nergal-syumu-ibni mungkin diangkat menjadi Putera mahkota bersama-sama dengan Arda-Mulisyi, dan mungkin dipersiapkan sebagai calon Raja Babel, tetapi kemungkinan ini tidak dapat dipastikan berdasarkan bukti-bukti yang ada.[99]
• Nabu-syar-usur (bahasa Akad: Nabû-šarru-uṣur)[100] – Putera bungsu Sanherib yang bersekongkol dengan Arda-Mulisyi untuk membunuh Sanherib dan merebut takhta. Ia melarikan diri bersama Arda-Mulisyi ke Urartu.[89]
• Syaditu (bahasa Akad: Šadditu)[96] – satu-satunya nama anak perempuan Sanherib yang dapat diketahui. Syaditu muncul dalam dokumen-dokumen jual beli tanah dan upacara-upacara tolak bala yang diadakan bagi dirinya. Mungkin sekali Syaditu adalah anak Naqi'a, kerana ia masih terhitung anggota keluarga Raja Asyur pada masa pemerintahan Esarhadon. Syaditu atau putri Sanherib yang lain dikawinkan dengan seorang bangsawan Mesir yang bernama Syusyanqu pada tahun 672 SM.[94]

Sebuah loh lempung kecil yang ditemukan dalam kegiatan ekskavasi di Niniwe memuat senarai nama pahlawan mitologi Mesopotamia, misalnya Gilgames, dan nama sejumlah tokoh nyata. Nama Asyur-ili-mubalisu tercantum dalam senarai nama tokoh nyata bersama-sama dengan nama Esarhadon dan beberapa nama yang sudah tidak dapat dibaca secara utuh tetapi setidaknya dapat direkonstruksi, misalnya nama Asyur-nadin-syumi (atau Asyur-syumu-usyabsyi), oleh kerana itu mungkin nama-nama tersebut adalah nama Putera-Putera Sanherib. Nama-nama yang dimaksud antara lain Ile''e-bullutu-Aššur, Aššur-mukkaniš-ilija, Ana-Aššur-taklak, Aššur-bani-beli, Samaš-andullašu (atau Samaš-salamšu), dan Aššur-šakin-liti.[96]