刘延东的父亲刘瑞龙是老资历的共产党员，是中共党内有名的才子之一。曾任上海市委秘书长，江苏省委巡视员，江苏省委农民运动委员会书记兼军委委员等职。大陆 媒体此前在介绍江泽民养父江上青的生平往事时，曾披露刘延东父亲与江泽民养父江上青的旧闻。据称，刘瑞龙与江上青在中学时期就相熟，刘瑞龙还是江上青加入 共青团的介绍人。
姐姐刘延准，北京东方灵盾科技董事长兼总裁。
姐姐刘延宁，现任国资委中国民族贸易促进会执行 会长、科技部中国产学研促进会专家委员会专家、工业信息化部中国信息化推进联盟专家委员会资深专家，高级工程师、研究员。据悉，她的特长是两会提案、战略 规划、系统分析与设计。2004年至2011年的全国“两会”期间，她撰写的44篇议案、提案上报全国人大议案组和全国政协提案组，在社会上引起了广泛的 反响。
弟弟刘延申，香港皇裕国际董事。
丈夫杨元惺，何鸿燊密友，曾任中国科学技术协会基建房产办公室主任，北京市鲁艺房地产的董事长，中国摄影家协会会员；父亲杨显东曾为美国中央情报局工作，后任农业部副部长和中国科协副主席。
刘延东的女儿杨帆及女婿冯琦在港经商，曾伙同周凯旋（李嘉诚密友）创办tom.com公司和深圳易网通公司。于2009年4月初在香港诞下双胞胎女儿。
