หม่อมราชวงศ์จักรรถ จิตรพงศ์ สมรสกับ หม่อมราชวงศ์พิศพัฒน์ รัชนี  มีบุตรธิดาสามคน ได้แก่

• หม่อมหลวงสุธานิธิ จิตรพงศ์ เกิดวันที่ 16 มิถุนายน พ.ศ. 2515
• รองศาสตราจารย์ ดร. หม่อมหลวงจิตตวดี จิตรพงศ์ เกิดวันที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2520
• หม่อมหลวงตรีจักร จิตรพงศ์ เกิดวันที่ 23 พฤษภาคม พ.ศ. 2523 สมรสกับนางกวิตา จิตรพงศ์ ณ อยุธยา (สกุลเดิม กิตติอำพน) มีบุตรสองคนคือ

1.เด็กชายรถจักร จิตรพงศ์ ณ อยุธยา2.เด็กหญิงนิธฐา​ จิตรพงศ์​ ณ​ อยุธยา