婚姻（一）
1931年6月，时为清华大学教授的叶公超和燕京大学物理系毕业的袁永熹结婚。胡适在6月21日写给梁实秋的信中说：“公超为结婚事忙”，“公超三十日结婚，七月底可回北平。”
袁永熹又名淑惠，比叶公超小两岁，是位荆钗布裙不饰铅华的物理学家，性情爽朗，待人热忱，生活俭朴。当时她在燕京大学物理系就读时，被誉为燕京的“校花”。
袁永熹祖籍贵州修文，是个官宦世家。其父袁祚廙清末曾入袁世凯幕府，做过营口道台，辛亥革命后一度避入天津租界。在北洋军阀时期，他亦官亦商，长袖善舞，全家曾搬到北京景山后街米粮库胡同一所很大的宅院里，排场十足。袁永熹在家中排行老二，弟弟袁永熙1939年春任西南联大党支部书记、总支书记。袁永熙后和陈琏（陈布雷之女）结婚。
1929年，袁永熹的父亲死于脑溢血，从此家道中落，将大宅院转让给胡适，搬入普通的四合院里，几个兄弟姐妹都是靠变卖古董字画上的大学。
叶公超和袁永熹的结合是师生恋的典型例子，当时叶公超清华任教，也在燕京、北大等高校兼课。
叶公超婚后不久，学生常风去清华北院的家中拜访他，“看见一位女子坐在书桌旁椅子上看书。经叶先生介绍，才知道是他新婚的夫人袁女士，燕京大学物理系毕业的。可是房里没有新添像是新婚家庭的家具和摆设。新婚夫人也是一般穿戴，不像一个新嫁娘。坐下谈话时，我看见背后书架上一排十来本红皮脊烫金的字和图案十分耀眼的书，以前在他书架上不曾看见过。叶先生告我，是胡适、温源宁十位老朋友赠送的结婚礼物，路卡斯（E.V.Lucas）编的《兰姆全集》（complete Works of Charles Lamb）和路卡斯写的《兰姆传》。叶先生最喜欢兰姆的文章。朋友们特意买了这套书送给他作为贺礼的。在叶先生家里只有这一套崭新金光闪闪的《兰姆全集》是唯一使人感到叶先生确实已经结了婚了。”
叶公超婚后，与夫人琴瑟相和，到叶家拜访的朋友、学生都能感受到他与夫人新婚生活的幸福平和。1932年，叶公超喜得千金，1937年，又得一子，叶公超分别为女儿和儿子取名叶彤、叶炜，乃取《诗经》“彤管有炜”之意。
在西南联合大学时期，一直单身的吴宓教授常在叶公超家中吃饭，并和叶家的孩子嬉戏。感受到家庭生活之乐趣，多少对吴宓的生活是一种补偿。
婚姻（二）
关于袁永熹，《吴宓日记》中有多次记录，1940年10月19日有评论：“叶（叶公超）宅晚饭。近一年来，与熹（袁永熹）恒接近，深佩熹为一出众超俗之女子。……设想超（叶公超）昔年竟娶贤（陈仰贤，南洋华侨，燕京大学女生，曾追求叶公超），则宓在超家其情况又自不同。……又觉熹之性行颇似彦（毛彦文）。使宓以昔待彦者对熹，必立即径庭。”吴宓不但爱慕陈仰贤，而且也欣赏袁永熹。
许渊冲曾在叶公超先生家见过叶夫人，他在《一代人的爱情》文中写道：“知道她（叶夫人）是我同班同学袁永熙（后来成了清华大学丨党丨委书记）的姐姐，那时已有一女一子，她叫女儿给我们唱英文歌，可见她是一位贤妻良母。”
然而，叶公超的这段原本可以美满的婚姻却因为叶公超的坏脾气而蒙上了阴影。婚后不久，吴宓到叶家吃饭，因为饭菜的味道不和叶的口味，他便大发脾气。袁永熹一言不发，等叶发泄完毕后说：“作为主妇，饭菜不合口味，我有责任。但是你当着客人的面发脾气，也是不合适的。”
最终使得叶公超夫妇婚姻名存实亡是叶公超与堂妹发生了一段情，袁永熹知道后，始终无法原谅叶。二人关系越来越僵。抗日战争爆发后，袁永熹与子女移居美国。此后，袁永熹一直在美国加州大学从事研究工作，退休后过着隐居生活。
在叶公超生命的最后四十多年中，他们聚少离多，二人的婚姻已是名存实亡。叶公超赴美公干时，只有在外交需要非出面不可的时候，袁永熹才会迁就一下叶公超，出席一些外交所需的交际应酬场合，除此之外，他们几乎不来往。叶公超常感叹妻子儿女虽各有所长，可惜对中国文化太隔膜，意谓不能理解他的追求与事业。
叶公超死后，陈香梅在纪念文章中说：“叶公超一生中有不少红颜。”不过，陈认为：“英豪有女人赏识并非不道德之事，是可以自豪的……没有女人的男人才该自愧呢。”
燕京大学女学生陈仰贤一直爱慕叶公超，但叶公超不为所动。陈仰贤因爱极叶公超，甚至想为他择佳偶。一次，她请叶公超去燕京大学看学生表演的话剧，实则是为叶公超安排相亲，看叶公超对剧中扮演的女生王碧云是否中意。得知叶公超的婚讯后，她在给吴宓的信中说：“我爱一切他（叶公超）所爱的人”，“我是无条件的爱他”。吴宓由于她的才情、痴情和自己痴心一片对毛彦文而对其感同身受的同情，对陈仰贤产生了爱慕之心。
叶公超也许类属“醉卧美人膝，醒握天下权”的男子。以致死后纪念他的文章中公然涉及“红粉知己”、“红袖添香”的风流韵事，引起叶生前的好友怒目相向。梁实秋曾记录叶公超的一则逸事：公超萧然一身，校中女侨生某常去公超处请益。其人貌仅中姿，而性情柔顺。公超自承近于大男人沙文主义者，特别喜欢meek（柔顺）的女子。这位女生有男友某，扬言将不利于公超。公超惧，借得手枪一支以自卫。一日偕子离外出试枪，途中有犬狺狺，乃发一枪而犬毙。犬主索赔，不得已只得补偿之。女生旋亦返国嫁一贵族。