Es hermana de Rodolfo, Rafael, Lisandro, Mariano, Javier y Patricia Ospina Baraya.

Tulio era a su vez hermano del político y militar Pedro Nel Ospina, presidente de Colombia entre 1922 a 1926; quienes eran por su parte hijos de Mariano Ospina Rodríguez, cofundador del Partido Conservador con el poeta José Eusebio Caro, y presidente de Colombia de 1858 a 1861; y sobrinos del político Pastor Ospina Rodríguez.

Con Calixto Ángela tuvo a sus tres hijas, Sabina, Valeria y Úrsula Nicholls Ospina.

Su hija mayor Sabina Nicholls contrajo matrimonio con el hijo mayor del político y expresidente de Colombia Andrés Pastrana Arango y su esposa la periodista Nohra Puyana, Santiago Pastrana Puyana.

El matrimonio no es una coincidencia, dado que las familias han estado relacionadas desde mediados del siglo XX.