خانواده رضا پهلوی، حاصل ازدواج محمدرضا پهلوی با فرح پهلوی است. او نخستین فرزند پسر محمدرضا پهلوی و مطابق قانون اساسی مشروطه ولیعهد ایران بوده است.
از آنجایی که شاه ایران، در پی دو ازدواج قبلیاش، نتوانسته بود مطابق قانون اساسی مشروطه فرزند پسر و ولیعهد مورد نیاز برای نهادینه کردن سلطنت پهلوی در ایران را به بار آورد، تولد رضا پهلوی برای دربار سلطنتی ایران اتفاق بسیار مهمی تلقی میشد و سالروز تولد او تا پایان دوره پهلوی توسط حکومت وقت گرامی داشتهمیشد.
او برادر بزرگتر علیرضا، فرحناز و لیلا و برادر ناتنی شهناز پهلوی است، که حاصل ازدواج محمدرضا پهلوی با فوزیه است. در سال ۲۰۰۱ میلادی، لیلا پهلوی، جوانترین خواهر رضا پهلوی، در لندن، پادشاهی متحد درگذشت. در سال ۲۰۱۱ میلادی، علیرضا برادر کوچکتر رضا پهلوی در بوستون، آمریکا درگذشت.
رضا پهلوی همچنین پدرخوانده غیر رسمی لوئیز، نوه آلبرت دوم پادشاه بلژیک است.
رضا پهلوی در روز ۲۲ خرداد ۱۳۶۵ با دختری ایرانی به نام یاسمین اعتماد امینی ازدواج کرد و اکنون صاحب سه دختر از او به نامهای نور (۱۴ فروردین ۱۳۷۱)، ایمان (۲۱ شهریور ۱۳۷۲) و فرح (۲۷ دی ۱۳۸۲) است.