Matka Ludwika pochodziła z asymilującej się inteligenckiej rodziny żydowskiej. Jego ojciec – Abraham, był zwolennikiem i jednym z najbardziej czynnych aktywistów rozwijających program asymilacji Żydów. W 1862 roku jego dom stał się jedną z placówek przedpowstańczej akcji konspiracyjnej. Dwóch jego starszych synów brało czynny udział w walkach powstańczych. Sam Abraham został mężem zaufania Rządu Narodowego i wraz z innymi postępowymi Żydami zajął się organizacją werbunku, zbiórką pieniędzy, propagandą i służbą sanitarną. Działalność społeczna ojca zaciążyła na zainteresowaniach młodego Ludwika i poniekąd wprowadziła go w problematykę społeczno-polityczną środowisk żydowskich oraz całego kraju.
Ludwik przeszedł na kalwinizm, z jednej strony dla podkreślenia ostatecznej asymilacji, z drugiej by uniknąć antysemickiej dyskryminacji w pracy naukowej. Jego żoną była Franciszka z Goldmanów. Synami Ludwika byli Władysław Gumplowicz, działacz różnych partii socjalistycznych, profesor Wolnej Wszechnicy Polskiej i wykładowca tajnych kompletów nauczania oraz Maksymilian Ernest Gumplowicz, działacz polonijny w Austrii, historyk, pierwszy lektor języka polskiego na Uniwersytecie Wiedeńskim.