Pierwszym mężem był krakowski artysta malarz Leszek Dutka. W 1956 roku wyszła za amerykańskiego ekonomistę i biznesmena Hendrika S. Houthakkera, pozostali małżeństwem do jego śmierci w 2008 roku. Para doczekała się trojga dzieci (Louis, Jan Nicholas, Isabella Romana).
Była założycielką lub współzałożycielką kilku towarzystw naukowych, m.in. Międzynarodowego Towarzystwa Fenomenologii i Nauk Humanistycznych (), Towarzystwa Fenomenologii, Estetyki i Sztuk Pięknych () oraz Towarzystwa Badań nad Husserlem i Fenomenologią (). Od 1968 roku była redaktorką książkowej serii „Analecta Husserliana”, a od 1976 roku prezesem założonego przez siebie Światowego Instytutu Fenomenologii (). Członek korespondencyjny zamiejscowy Polskiego Towarzystwa Naukowego na Obczyźnie (od 1970).
W 1973 roku zaprzyjaźniła się z kardynałem Karolem Wojtyłą. Przyjaźń trwała do końca życia późniejszego papieża Jana Pawła II, którego odwiedziła dzień przed jego śmiercią. W wydanej w 1997 roku biografii Jana Pawła II pt. His Holiness Carl Bernstein i Marco Politi twierdzili, że historia tej przyjaźni jest kluczowa dla zrozumienia postaci polskiego papieża. W 2008 roku Tymieniecka sprzedała polskiej Bibliotece Narodowej kolekcję listów napisanych do niej przez Jana Pawła II poprzez Sotheby’s za 3,6 mln dolarów.