Sus abuelos paterno y materno fueron respectivamente Diego de Tordesillas y Cepeda, mariscal de campo (nacido en Paredes de Nava, Palencia), y José O’Donnell, teniente general.
Isabel Tordesillas y Fernández Casariego, casada con Juan Martínez Cubells y Ruiz Diosayuda, hermano del pintor Enrique Martínez-Cubells e hijo del también pintor Salvador Martínez Cubells.
M.ª Victoria Tordesillas y Fernández Casariego, casada con Luis Roca de Togores y Téllez Girón (duque de Béjar).
Dolores Tordesillas y Fernandez Casariego, casada con don Manuel Balderrabano y Dusmet (IV conde de La Bisbal).
Leopoldo Tordesillas y Fernandez Casariego, soltero, diputado en Cortes.