Личная жизньБыл женат дважды. С первой женой Алисой Карловной Троянович (1874—1913), немецкого происхождения, познакомился во Владивостоке. После 6 лет брака она трагически скончалась в 1913 году. Похоронена в Белоруссии, Бресте, на Тришинском кладбище[3].
Там же в Белоруссии в 1916 году Дмитрий Михайлович женился на сестре милосердия Лидии Васильевне Опацкой. В этом браке родилось трое детей — Елена[4] (1918—2006), Татьяна и Алексей. Лидия Васильевна пережила мужа на 30 лет.
На сайте "Молодая гвардия" написано:
Прежде всего я приношу сердечную благодарность жене и боевому спутнику Д. М. Карбышева - Лидии Васильевне и старшей дочери Елене Дмитриевне, ее мужу Владимиру Александровичу Семенову, а также Татьяне Дмитриевне и Алексею Дмитриевичу Карбышевым и Зинаиде Алексеевне Филатовой. Общение с семьей прославленного генерала дало возможность узнать о нем много подробностей и фактов, рассказать читателям о его кремневом характере.