Vilsack bertemu dengan isterinya, Ann Christine "Christie" Vilsack, di sebuah kafetaria ketika melanjutkan pelajaran di Kolej Hamilton di New York pada bulan Oktober 1968. Vilsack mendekatinya dan bertanya, "Adakah anda penyokong Humphrey atau penyokong Nixon?". Christie menjawab "Humphrey" dan mereka mula bertemu janji. Pasangan ini berkahwin pada 18 Ogos 1973, di kampung halaman Christie Vilsack iaitu Mount Pleasant, Iowa. Vilsack dan isterinya berpindah ke Mount Pleasant pada tahun 1975.

Tom dan Christie Vilsack mempunyai dua anak lelaki, Jess dan Doug.[16]

Pada bulan Mei 2017, cucu perempuan Vilsack yang berusia enam tahun, Ella, meninggal dunia akibat komplikasi influenza.[17]

Pada tahun 2020, Vilsack memenangi wang tunai sejumlah $150,000 dalam Powerball, sebuah permainan loteri yang terkenal di Amerika Syarikat.[18]