Ο διάσημος μουσικοσυνθέτης είχε παντρευτεί τρεις φορές και είχε αποκτήσει 4 παιδιά. Ο πρώτος του γάμος ήρθε νωρίς με την κατά δύο χρόνια μικρότερή του και φοιτήτρια της νομικής τότε, Κοραλία Σωτηριάδου, σημερινή σύζυγος του σκηνοθέτη Βαγγέλη Θεοδωρόπουλου και ιδρυτικό μέλος του Θεάτρου του Νέου Κόσμου. Ο γάμος τους δεν κράτησε πολύ.
Ακολούθησε η γνωριμία στα τέλη του 1976 με την ηθοποιό Ειρήνη Ιγγλέση στο θέατρο. Εκείνη καθόταν σε μία γωνία, φορώντας μαύρα και έπλεκε ένα πουλόβερ κατά την διάρκεια της πρόβας. Τον είχε εντυπωσιάσει λίγα χρόνια νωρίτερα, όταν ερμήνευσε έναν βασικό ρόλο σε έργο της Λούλας Αναγνωστάκη. Παντρεύτηκαν και ο Θάνος Μικρούτσικος απέκτησε δύο κόρες, τις Σεσίλ και Κωνσταντίνα.
Ο γάμος του Θάνου Μικρούτσικου με την Ειρήνη Ιγγλέση δεν κράτησε πολύ ωστόσο, το ζευγάρι διατήρησε άψογες σχέσεις. Σε συνέντευξή της, η Ειρήνη Ιγγλέση, το 1993 είχε δηλώσει: «Το να είσαι σύζυγος είναι καταρχήν δύσκολο. Τώρα το να είσαι σύζυγος καλλιτέχνη αυτό είναι κάτι διαφορετικό, γιατί ξεφεύγει από τα καθιερωμένα. Ένα καθημερινό ζευγάρι μπορεί να έχει ένα πρόγραμμα με λογικά ωράρια, αλλά με εμάς, αφού και εγώ είμαι ηθοποιός, ήταν διαφορετικά. Πιστεύω πάντως ότι δεν είναι δύσκολο να είσαι σύζυγος καλλιτέχνη, αρκεί να το γνωρίζεις και ν’ αγαπάς το αντικείμενο με το οποίο ασχολείται ο σύντροφός σου. Διάλεξα να παντρευτώ τον Θάνο, ήξερα ότι ήταν συνθέτης και μου άρεσε ιδιαίτερα».
Ακολούθησε η γνωριμία του Θάνου Μικρούτσικου με την τρίτη σύζυγό του, την δημοσιογράφο και συγγραφέα παιδικής λογοτεχνίας, Μαρία Παπαγιάννη, η οποία δεν έφυγε λεπτό από κοντά του. Το ζευγάρι παντρεύτηκε το 1996 και απέκτησε δύο παιδιά. Όπως είχε αποκαλύψει παραλίγο να χωρίσουν. Όπως είχε δηλώσει σε συνέντευξή του: «Πολύ μεγάλη χαρά στη ζωή μου, και δεν γίνομαι μελό Αμερικάνος, μου δίνει η οικογένειά μου: η γυναίκα μου, η Μαρία Παπαγιάννη η οποία είναι μια πολύ σπουδαία σύντροφος και επίσης και πολύ σπουδαία συγγραφέας παιδικής λογοτεχνίας, τα τέσσερα παιδιά μου, οι μεγάλες κόρες μου η Σεσίλ και η Κωνσταντίνα, η Αλεξάνδρα και ο Στέργιος».
Αποκάλυψε ο ίδιος για την κόρη του Αλεξάνδρα: «Μάλλον πολύ καλός με την έννοια του πώς πρέπει να είναι ένας πατέρας. Δηλαδή να μην είναι αυταρχικός, να μην προβάλει τα θέλω του στα παιδιά, πχ θέλω να γίνει ή μην κάνει αυτό. Περισσότερο δηλαδή να δημιουργεί μια ατμόσφαιρα στο σπίτι, οι συζητήσεις να μην περιέχουν το πρέπει, αλλά να είναι συζητήσεις που δημιουργούν προβληματισμούς, ατμόσφαιρες. Θα σου πω ένα παράδειγμα.
Η κόρη μας η Αλεξάνδρα, η τρίτη κόρη μου, γιατί έχω και τη Σεσίλ και την Κωνσταντίνα, όταν ήταν 14 χρονών, μου είπε ότι θέλει να κάνει μουσική. Της είπα αμέσως βεβαίως αγάπη μου, αλλά οφείλω να σου πω ότι μέσα μου δεν ήμουν σίγουρος ότι αυτό είναι που θέλει, αλλά ότι ήταν μια προβολή αυτού που έβλεπε σε μένα. Σε μια επόμενη συζήτηση της είπα ότι θα σε στηρίξω απόλυτα σε αυτό που θέλεις και να είσαι και ήσυχη γιατί αν κάποια στιγμή στην πορεία της ζωής σου αποφασίσεις κάτι άλλο, πάλι θα είμαι εκεί να σε στηρίξω ακόμα και στην αλλαγή της απόφασής σου».
Η τελευταία του σύζυγος, η Μαρία Παπαγιάννη μοιράστηκε τα πάντα μαζί του. Εκείνη έγραφε θεατρικά έργα και ο Θάνος Μικρούτσικος τα «έντυνε» με την μουσική του.
Όσο για τον Στέργιο, που σπουδάζει Αρχαιολογία, ήταν εκείνος που παρέλαβε την τιμητική διάκριση του πατέρα του πριν 2 περιπου χρόνια. Στον χαιρετισμό του ο Θάνος Μικρούτσικος, επεσήμανε: «Επιτρέψτε μου να σας πως, ότι παρότι πορεύομαι με την πλάτη στον τοίχο, είμαι ένας απόλυτα ευτυχισμένος άνθρωπος. Είναι αφενός η μουσική μου και κυρίως ο κόσμος που με αγκάλιασε με τέτοια αγάπη, τέτοιο πάθος και μου αναπτερώνει κάθε λεπτό το ηθικό, αλλά είναι και οι πέντε δικοί μου άνθρωποι.
Με τη σημερινή ευκαιρία θέλω να πω σε όλους τους φίλους που είναι σήμερα εδώ: Μην αφήσετε καμιά στιγμή στη ζωή σας να πάει χαμένη. Ρουφήξτε κάθε δευτερόλεπτο. Ο χρόνος τρέχει τόσο γρήγορα. Διευρύνετε τις γνώσεις σας μέχρι τέλους. Συνεχώς να ονειρεύεστε. Κυνηγήστε την ουτοπία, όπως σας διαβεβαιώνω το έκανα εγώ και θα συνεχίσω, μέχρι τέλους. Σας ευχαριστώ όλους από καρδιάς».