मनुषी चिल्लर के पिता डॉ. मित्रा बसु चिल्‍लर रक्षा अनुसंधान और विकास संगठन में एक वैज्ञानिक हैं। उनकी मां डॉ. नीलम चिल्‍लर मानव व्यवहार और संबद्ध विज्ञान संस्थान के एक सहयोगी प्रोफेसर और विभाग के न्यूरोकैमिस्ट्री की प्रमुख हैं।