Serena Williamsnek kilenc testvére van, köztük féltestvére is. Nővére, Venus Williams az egyetlen vértestvére, mivel ugyanaz az anya és apa.
A teniszsztárok, Serena és Venus Williams az egyetlen gyermekei a Richard Williams és Oracene Price szakszervezetének, akik 1979-ben ismerkedtek meg. Venus 1980-ban született, majd Serena 1981-ben. Oracene Price-nak három lánya született Yusef Rasheeddel kötött első házasságából. Richard Williamsnek Betty Johnsonnal kötött házasságából három fia és két lánya született. Így Serenának és Vénusznak összesen nyolc féltestvére marad.
híres 12 fős csoportok
Oracene Yetunde Price legidősebb lányát 2003-ban gyilkolták meg. Halála előtt Yetunde Serena és Venus személyi asszisztenseként szolgált. A Williams nővérek szülei mindketten teniszező lányaik edzőjeként tevékenykedtek.