Nel 1952 Braunwald ha sposato Nina Starr, una collega chirurgo toracico e ricercatrice. Nina Starr gli ha dato tre figlie: Karen, diventata psicologa, Allison, diabetologa, e Jill, avvocato. Nina Starr Braunwald è scomparsa nel 1992. Dopo alcuni anni Braunwald ha sposato Elaine, sua seconda moglie, conosciuta presso il Brigham Hospital. Ha sette nipoti.