محمدرضا شجریان نخستین بار با فرخنده گل افشان ازدواج کرد و صاحب ۴ فرزند با نام‌های راحله، افسانه، مژگان و همایون شد. شجریان در سال ۱۳۷۱ از این بانو جدا شد و یک سال بعد با خانم کتایون خوانساری ازدواج کرد.
کتایون خوانساری متولد سال ۱۳۴۴ خورشیدی در تهران است. پدر او بنیانگذار هنر گرافیک در ایران بود. مادربزرگ کتایون خوانساری خانم اشرف کاشانی از اولین زنان بازیگر تئاتر ایران بود که آثار زیادی از او به جا مانده است. مادر او زمانی که پانزده سال داشت نقش اول فیلم ضربت به کارگردانی ساموئل خاچکیان را بازی کرد و جایزه بهترین بازیگر نقش زن را در فستیوال مسکو به دست اورد او پس از ازدواج کار بازیگری را رها کرد.
