Serena Williams ha nove fratelli compresi i fratellastri. Sua sorella Venus Williams è la sua unica sorella purosangue poiché i due condividono la stessa madre e lo stesso padre.
Le star del tennis Serena e Venus Williams sono gli unici figli dell'unione tra Richard Williams e Oracene Price che si incontrarono nel 1979. Venus è nata nel 1980 seguita da Serena nel 1981. Oracene Price ha avuto tre figlie dal suo primo matrimonio con Yusef Rasheed. Richard Williams ha avuto tre figli e due figlie dal suo matrimonio con Betty Johnson. Questo lascia Serena e Venus con un totale di otto fratellastri.
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La figlia maggiore di Oracene Yetunde Price è stata assassinata nel 2003. Prima della sua morte Yetunde aveva servito come assistente personale di Serena e Venus. I genitori delle sorelle Williams fungevano entrambi da allenatori per le loro figlie giocatrici di tennis.