İlk evliliğini Sonji Roi ile 14 Ağustos 1964 tarihinde gerçekleştiren Ali, 10 Ocak 1966 tarihinde boşandı. Sonji roi, oldkça alımlı genç bir kadındı ve garsonluk yaparak geçimini sağlıyordu. Ali'nin ikinci evliliği ise Belinde Boyd ile oldu. Çiftin 4 çocuğu oldu, ikiz kızları Reeshemah ve Jamillah, oğlu Muhammad Jr ve büyük kızları Laila.

3. evliliğini güzel model Verónica Porche ile 19 Haziran 1977 tarihinde gerçekleştiren Muhammed Ali'nin bu birliktelikten de Hana Ali ve Laila Ali isimli 2 çocuğu oldu.

Ali'nin 4. evliliği ise çocukluk arkadaşı Lonnie ile gerçekleşti. Hastalığında sevgilisine bakmak için bir gıda şirketindeki parlak kariyerini bir kenara bırakan Lonnie, zor günlerinde Ali'nin yanında oldu. Çiftin muhammed adlı 1 çocuğu oldu.

Ünlü boksörün ailesi, Ali'nin mirasını paylaşmak için birbiriyle kıyasıya bir mücadeleye girdi. Boksörün erkek kardeşi Rahman, boksörün boks eldivenlerinden bir çifti ve diğer kişisel eşyalarından bazılarını satmak isterken, eşi Lonnie tarafından şikayet edilmiş ve tutuklanmıştı. Muhammed Ali, kızı Maryum ile ödül töreninde. Asıl adı Cassius Marcellus Clay Jr. olan Muhammed Ali, din değiştirip müslüman olduktan sonra Muhammed Ali ismini almıştı.