พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์ เสกสมรสกับหม่อมเขียน (ศศิสมิต) [8] มีบุตร-ธิดา 8 คน ได้แก่ [9]

• พันตรี หม่อมราชวงศ์สุวพันธุ์ สนิทวงศ์ (มีนามลำลองว่าคุณชายใหญ่) [10] [11]
• หม่อมราชวงศ์เนื่อง สนิทวงศ์ ต่อมาได้เป็น เจ้าจอมมารดาหม่อมราชวงศ์เนื่อง ในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว
• หม่อมราชวงศ์สท้าน สนิทวงศ์ (มีนามลำลองว่าคุณชายกลาง) ต่อมาได้เป็น มหาอำมาตย์เอก พลเอก เจ้าพระยาวงษานุประพัทธ์ เป็นบิดาของหม่อมหลวงบัว กิติยากร พระราชมารดาใน สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง
• หม่อมราชวงศ์ชม สนิทวงศ์ ต่อมาได้เป็น พระตำรวจเอก พระยานาวาพลานุโยค
• หม่อมราชวงศ์สวัสดิ์ สนิทวงศ์ (มีนามลำลองว่าคุณชายใหม่)
• หม่อมราชวงศ์เสงี่ยม สนิทวงศ์ ต่อมาได้เป็นหม่อมห้ามพระราชทานในสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระสวัสดิวัดนวิศิษฎ์ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวพระราชทานให้เป็นสะใภ้หลวง[12]
• หม่อมราชวงศ์ทวี สนิทวงศ์ (มีนามลำลองว่าคุณชายปิ๋ว) ต่อมาโปรดเกล้าฯ ให้เป็น หม่อมทวีวัฒนศักดิ์ ราชนิกุล
• หม่อมราชวงศ์หญิงไม่ปรากฏนาม (มีนามลำลองว่าคุณหญิงน้อย) สิ้นชีพตั้งแต่เยาว์

พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์ยังมีบุตร-ธิดา ที่เกิดจากภรรยาอื่น ได้แก่

• หม่อมราชวงศ์พิณ สนิทวงศ์ ต่อมาได้เป็น พลเรือตรี พระยานาวาพลพยุหรักษ์
• หม่อมราชวงศ์จวง สนิทวงศ์
• หม่อมราชวงศ์เจียม สนิทวงศ์
• หม่อมราชวงศ์ต้อ สนิทวงศ์ (ปราโมช)
• หม่อมราชวงศ์เตื้อง สนิทวงศ์ [13]
• หม่อมราชวงศ์ตั้น สนิทวงศ์
• หม่อมราชวงศ์ตัน สนิทวงศ์ ต่อมาได้เป็น พลตรี หม่อมสนิทวงศ์เสนี ราชนิกุล สมรสกับ ท่านผู้หญิงแผ้ว สนิทวงศ์เสนี
• หม่อมราชวงศ์บัว สนิทวงศ์ (สวัสดิกุล) [note 1]
• หม่อมราชวงศ์เชื้อ สนิทวงศ์
• หม่อมราชวงศ์จี๊ด สนิทวงศ์
• หม่อมราชวงศ์อั้น สนิทวงศ์
• หม่อมราชวงศ์โต สนิทวงศ์
• หม่อมราชวงศ์ผอบ สนิทวงศ์ (นรเศรษฐ์สนิท)
• หม่อมราชวงศ์ศิริมาน สนิทวงศ์ (สฤษฎิ์ราชโยธิน)
• เจ้าจอมหม่อมราชวงศ์ข้อ ในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว [14]

หลังจากพระองค์สิ้นพระชนม์เมื่อ พ.ศ. 2455 ทายาทได้บริจาคตำหนักส่วนพระองค์ และที่ดินข้างเคียง ก่อตั้งเป็นโรงเรียนสำหรับสตรี ชื่อว่า โรงเรียนสายปัญญา