1926年11月24日，李政道（左一）出生于上海一个殷实之家，家中子女共六人，李政道排行第三。

曾祖父李子义（1844-1904），原籍江苏南汇县人，苏州东吴大学（今苏州大学）前身——博习书院的创建人之一。

李太夫人，李政道曾祖母

祖父李仲覃（1869-1941），毕业于苏州东吴大学（今苏州大学）前身——博习书院，1920年得美国伦道夫-梅肯学院(Randolph-Macon College)授名誉神学博士，曾任基督教苏常沪区内主任传道、教区长，是苏州圣约翰教堂的建立者之一。

祖母蒋咏苹是清朝画家蒋廷锡后裔。

父亲李骏康（1897-1955），1915年毕业于苏州东吴中学，1919年毕业于南京金陵大学农业化学系，毕业后进入一家德国洋行从事化肥进口。李骏康原居住苏州，1925年迁居上海南市。

母亲张明璋（1900-1983），毕业于上海启明女子中学（现为上海市第四中学）。

秦惠䇹（1928-1996），原籍甘肃天水，后迁居江苏无锡，又迁居上海。中学时就读于上海天主教金科中学，1947年赴美国堪萨斯州圣玛丽学院就读，与李政道相识相知，并于1950年6月喜结连理。其父秦梦九是著名国画家、收藏家，毕业于交大的前身——清朝邮传部上海高等实业学堂,系学堂第三届毕业生,因此他也成为交大最早的毕业生之一。

长子李中清，1952年出生，历史学家、社会学家。1974年获得耶鲁大学学士学位，1975年获得芝加哥大学硕士学位，1983年获得芝加哥大学历史学博士学位。1982-2003年历任加州理工学院人文与社会科学系讲师、助理教授、副教授、正教授，2003 -2006年任密歇根大学历史与社会学教授，2003-2008年任密西根大学中国研究中心主任，2006-2009年任密西根大学中国史Frederick Huetwell讲席教授，兼任北京大学-密歇根大学学院院长，2009-2018年任香港科技大学人文社会科学学院院长、讲席教授，2019年以来任香港科技大学言爱基金社会科学讲席教授。

次子李中汉，1956年出生，化学家。1978年获耶鲁大学学士学位，1985年获芝加哥大学博士学位。后在密歇根大学任教，1993年起出任助理教授。1994年获麦克阿瑟奖。1995年以访问学者的身份赴康奈尔大学，1999年起正式加盟康奈尔大学，获聘为化学与化学生物学系终身教授。