مجتبی خامنه‌ای در سال ۱۳۷۸ با زهرا دومین دختر غلامعلی حداد عادل ازدواج کرد که ثمره این ازدواج دو فرزند پسر به نام محمدباقر و محمد امین و یک دختر کوچکتر است.<ref>{{یادکرد وب|نویسنده =|نشانی =http://setarehnews.ir/news-21042.aspx|عنوان =پسر رهبری با فرزندانش در راهپیمایی روز قدس/ تصاویر|ناشر =|تاریخ =|تاریخ بازبینی =|archiveurl =https://web.archive.org/web/20140729132422/http://setarehnews.ir/news-21042.aspx|archivedate =۲۹ ژوئیه ۲۰۱۴|dead-url =yes}}</ref>
او فرزندش را در انگلستان و با هزینه یک میلیون پوندی به دنیا آورد.
== حضور در جنگ ==
وی در سال‌های [[جنگ ایران و عراق]] (همچون دیگر برادرش [[سید مصطفی خامنه ای|سید مصطفی خامنه‌ای]]) در چند عملیات از جمله «[[عملیات بیت‌المقدس ۳|بیت‌المقدس ۳]]» «[[عملیات بیت‌المقدس ۲|بیت‌المقدس ۲]]»، «[[عملیات بیت‌المقدس ۴|بیت‌المقدس ۴]]»، «[[عملیات والفجر ۱۰|والفجر ۱۰]]» و «[[عملیات مرصاد|مرصاد]]» حضور داشته‌است. [[نورعلی شوشتری]] از فرماندهان جنگی ایران دربارهٔ حضور وی گفته‌است: «... به دفعات در جبهه نبرد حاضر شدند و در عملیاتهای مختلف شرکت کردند؛ مثلاً یک شب در عملیات «بیت‌المقدس ۳» بود که دیدیم «آقا سید مجتبی» با [[مهدی هاشمی رفسنجانی|پسر آقای هاشمی رفسنجانی]]، آن جا ظاهر شدند. اما در هنگامی که من مشغول صحبت با بی‌سیم و انجام کارهای دیگر بودم، با فرزند آقای هاشمی راه افتادند به طرف خط، من هر چه کردم نتوانستم آن‌ها را نگه دارم و رفتند. بعد با فرمانده لشگرشان تماس گرفتم و گفتم: اینها دارند می‌آیند مواظب باش که در خط شکنی شرکت نکنند. روز بعد که به منطقه رفتم، دیدم اینها روی ارتفاعات «قَشَن» جایی که در نوک نقطه دفاعی قرار داشت و در محلی که واقعاً هم تخلیه مجروح از آن جا سخت بود و هم رساندن مهمات و آذوقه خیلی مشکل بود.<ref>{{یادکرد خبر|نام = |نام خانوادگی = |همکاران = |پیوند = http://www.tabnak.ir/fa/news/1033/مجتبي-خامنه‌اي-و-مهدي-هاشمي-همرزمان-دوران-دفاع-مقدس |عنوان = «مجتبی خامنه‌ای» و «مهدی هاشمی» همرزمان دوران دفاع مقدس |اثر = | ناشر = [[تابناک (وبگاه)|تابناک]]|صفحه = |تاریخ = ۱۲ آبان ۱۳۸۶|بازیابی = ۲۲ آوریل ۲۰۱۸}}</ref>»
