پدر سهراب، اسدالله سپهری، کارمند اداره پست و تلگراف کاشان، اهل ذوقهنر و هنربودبود. وقتی سهراب خردسال بود، پدرپدرش به بیماری فلج مبتلا شد و در سال ۱۳۴۱ درگذشت. مادر سهراب، ماه جبین،ماهجبین که اهل شعر و ادب هم بود، در خرداد سال ۱۳۷۳ درگذشت.<nowiki><ref>«دربارهٔ منوچهر سپهری، برادر ارشد سهراب و تنها برادر وی که همبازی دوران کودکی سهراب بود نیز، در سال ۱۳۶۹ درگذشت. او سه خواهر به نامهای همایوندخت، پریدخت و پروانه سپهری»</ref></nowiki> داشت.
. منوچهر سپهری، برادر ارشد سهراب و تنها برادر وی که همبازی دوران کودکی سهراب بود نیز در سال ۱۳۶۹ درگذشت. او سه خواهر به نامهای همایوندخت، پریدخت و پروانه سپهری دارد.