Ele era casado com Neyde Joanna Senna, e deixa dois filhos, Viviane e Leonardo. O outro filho do casal, Ayrton, foi tricampeão mundial de F1 e morreu na pista, em 1994, em acidente no circuito de Imola, na Itália.
"Causas naturais" foram a causa da morte de Milton, uma figura presente em boa parte da carreira de Ayrton desde o início, no kart. Ele se dividia sua atenção entre a família, as corridas do piloto e a empresa metalúrgica que fundou.
Rubens Barrichello, que conviveu com Ayrton e seu pai em circuitos pelo mundo, foi um dos que prestaram seus respeitos. "Meus sentimentos à família, Senna. Descanse em paz, seu Milton", escreveu o piloto.
