李谷一24岁嫁给金铁霖，一直无法生育，两人离婚了，金铁霖后来娶了小20岁的妻子，生了一个儿子，李谷一嫁给了开国元勋萧劲光的儿子肖卓能，生下一个女儿。 李谷一从小受到家庭的影响，她父亲喜欢唱戏，听音乐。
李谷一原名李谷贻，她的家庭属于知识分子背景。父亲李世康担任湖南师范大学教授，对文艺活动特别感兴趣，常在家中播放戏曲唱片或哼唱曲调，这直接影响了李谷一的成长方向。母亲向大威出身习武家庭，两人教育方式不同，导致李谷一从小感受到家庭氛围的多样性。
她上面有五个哥哥姐姐，作为最小孩子，她在这样的环境中养成活泼性格，早年接触体育如踢足球和平衡木练习，但最终转向艺术领域。
1958年，她进入湖南省花鼓戏剧院，开始系统学习表演技能，从地方戏曲起步，逐步掌握声乐基础。这段童年经历奠定了她对音乐的持久热情，并让她在青少年时期决定专攻歌唱道路。进入剧院后，她参与多项演出，积累经验，为日后全国性发展打下根基。
1961年，李谷一调入中央乐团独唱队，继续深化声乐训练。1968年，她24岁时与恩师金铁霖结婚，金铁霖比她大4岁，两人通过专业合作结识。
这段婚姻起初建立在共同职业基础上，但婚后几年，他们面临生育问题，经多次检查和治疗仍无结果。这成为关系中的主要矛盾，最终导致离婚决定。金铁霖主动提出分开，认为自身状况不应影响对方未来。
离婚手续在1970年代末办理，两人保持职业联系，但个人生活分开。金铁霖时年近50岁，后与比自己小18岁的马秋华结合，马秋华是声乐教师，两人于1991年结婚。婚后两年，马秋华生下儿子金圣权，金铁霖53岁初为人父。这段再婚生活稳定，金圣权后来从事艺术相关工作。
李谷一离婚后，通过演出活动结识肖卓能，肖卓能比她大6岁，是企业管理人员，也是她的忠实听众。两人于1974年结婚，婚后一年生下女儿肖一，取名寓意夫妻一心。
肖卓能支持李谷一的事业发展，提供家庭后盾，让她能专注演唱工作。女儿肖一在母亲忙碌中成长，现年48岁，未婚状态成为李谷一晚年关注点。
李谷一的职业生涯在1970年代后期进入高峰，她演唱的歌曲《乡恋》于1979年录制，成为中国流行音乐标志性作品。这首歌采用气声唱法，融入西方乐器元素，引发广泛讨论。1983年，她在央视首届春节联欢晚会上演唱《乡恋》，这是观众点播结果，推动了歌曲的正式认可。
李谷一从1983年起连续三十几年演唱《难忘今宵》，成为春晚固定曲目，这反映了她在民族声乐领域的持久影响力。她还参与国际演出，推动中国音乐对外交流。尽管事业成就显著，她在家庭方面面临平衡难题，频繁巡演导致陪伴时间不足。
肖卓能于2020年5月29日因病去世，享年82岁，这对李谷一造成打击，她处理后事后继续生活。金铁霖于2022年11月15日逝世，享年83岁，儿子金圣权当时29岁，现约32岁，从事艺术教育。李谷一现年80岁，偶尔参与活动，女儿肖一陪伴她度过晚年。她的经历显示，个人生活与职业追求常常交织，需要不断调整。
