Сын Кирилл Зеленский (род. 21 января 2013).
Отец Александр Семёнович Зеленский (род. 23 декабря 1947) — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатики — преподаватель в том же ВУЗе, где учился Владимир.
Учился в Кривом Роге в гимназии № 95 с углубленным изучением английского языка. Принимал участие в школьной самодеятельности: играл в театральных спектаклях по произведениям Чехова, Фонвизина, Достоевского, был гитаристом в школьном ансамбле.
В школе мечтал стать дипломатом и даже готовился к поступлению в МГИМО, так как Киевский институт международных отношений (КИМО) в те годы был новым, малоизвестным вузом. Однако поступил в Криворожский экономический институт Киевского национального экономического университета, в котором он получил юридическое образование. По специальности никогда не работал, если не считать двух месяцев практики.
Дочь Александра Зеленская (род. 15 июля 2004), в 2014 году снималась в фильме «8 новых свиданий» в роли Саши, дочери главного героя, в 2016 году участвовала в шоу «Рассмеши комика. Дети» и выиграла 50 000 гривен.