หม่อมราชวงศ์สุขุมพันธุ์ บริพัตร เป็นโอรสในพระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าสุขุมาภินันท์ กับหม่อมดุษฎี บริพัตร ณ อยุธยา มีชื่อเล่นว่า คุณชายหมู นอกจากนี้เขายังมีศักดิ์เป็นลูกพี่ลูกน้องกับสินนภา สารสาส เมื่อนับจากฝ่ายบิดา เขาสมรสครั้งที่ 1 กับนุชวดี บำรุงตระกูล มีบุตรคือ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. หม่อมหลวงพินิตพันธุ์ บริพัตร (อาจารย์ประจำคณะรัฐศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์) และสมรสครั้งที่สองกับ สาวิตรี บริพัตร ณ อยุธยา (สาวิตรี ภมรบุตร) มีบุตรคือ หม่อมหลวงวราภินันท์ บริพัตร

การศึกษา

หม่อมราชวงศ์สุขุมพันธุ์ บริพัตรระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา ณ โรงเรียน Cheam และโรงเรียน Rugby ประเทศอังกฤษ ระหว่าง พ.ศ. 2506-พ.ศ. 2513 ต่อมาจบการศึกษาในระดับปริญญาตรี (เกียรตินิยมอันดับ 2) และระดับปริญญาโทจากวิทยาลัยเพมโบร์ก มหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด และสาขาวิชาปรัชญาการเมืองและเศรษฐศาสตร์ (PPE) ในปี พ.ศ. 2520 และจบการศึกษาในระดับปริญญาโทจากมหาวิทยาลัยจอร์จทาวน์ สหรัฐอเมริกา สาขาวิชาความสัมพันธ์ระหว่างประเทศ ในปี พ.ศ. 2521