Vợ của diễn viên Quang Thắng tên là Cao Thị Hảo. Cô ít hơn chồng 11 tuổi. Cả hai kết hôn vào năm 2002 và hiện có 3 người con, gồm 2 gái và một trai.
Bà xã Quang Thắng từng học Đại học trên Hà Nội sau đó trở về Hải Phòng công tác. Tuy nhiên, sau khi sinh con vì lo cho gia đình nên chị đã nghỉ việc và ở nhà làm nội trợ.
Theo chia sẻ của Quang Thắng, anh thầm yêu vợ từ khi chị mới học lớp 10 nhưng phải đến năm lớp 12, anh mới thổ lộ. Và 5 năm sau, khi chị hoàn thành xong việc học trở về Hải Phòng công tác thì cặp đôi mới quyết định về chung nhà.