ในปี พ.ศ. 2527 พุ่มพวงจดทะเบียนสมรสกับนายไกรสร ลีละเมฆินทร์ อดีตพระเอกภาพยนตร์ ที่ใช้ชื่อในวงการว่า ไกรสร แสงอนันต์ ต่อมาพุ่มพวงฝึกหัดเขียนหนังสือจนสามารถเขียนชื่อตัวเองได้ เพื่อประโยชน์ทางนิติกรรมต่าง ๆ ในปี พ.ศ. 2530 มีบุตรชายชื่อ สันติภาพ (ต่อมาเปลี่ยนชือเป็น สรภพ) หรือ "เพชร" หรือ "บ่อยบ๊อย" ลีละเมฆินทร์[4] ซึ่งก็เป็นนักร้องลูกทุ่ง นอกจากนี้ยังมี จันทร์จวง ดวงจันทร์ ดวงใจ ดวงจันทร์ และสลักจิต ดวงจันทร์ น้องสาวพุ่มพวงก็เป็นนักร้องเพลงลูกทุ่งเช่นกัน[7]