蒙毅的祖父蒙骜原居齐国，在秦昭襄王在位时来到秦国，在秦庄襄王时出现在史书中，不断地为秦国征战，后来成为上卿。到秦始皇初年成为了秦国最重要的将领之一。蒙毅的父亲蒙武作为王翦（正是后来蒙恬的裨将王离的祖父）的裨将军参加了秦灭楚之战。到蒙恬时，蒙恬已经可以率领当时秦军最重要的部分北征匈奴，连秦始皇的长子也被派到蒙恬军中作监军，而蒙毅也同时做到上卿，并曾带兵，家族的地位甚至超过了蒙骜在世时。但也造成了与胡亥、李斯和赵高等的矛盾和利益冲突，最终导致了蒙氏家族的灭亡。
祖父蒙骜（？-前240年），中国战国时秦国名将。官位和爵位达到上卿。子蒙武孙蒙恬、蒙毅也都是秦国和秦蒙骜秦朝的名将。蒙骜的出生年月不详，早年的经历史书上记载也很简单，只知道他原是齐国人，在秦昭襄王时投奔秦国，他在秦昭襄王时期和秦孝文王时期的经历也没有具体的记载。蒙骜是秦国蒙氏家族开创者，为蒙氏家族在秦国的立足开创了非常好的基础。其子蒙武、孙蒙恬、蒙毅等都相继为将，显然都是与蒙骜的战功分不开的。蒙骜仅在其被史书记载的九年里几乎每年的作为主将带兵出征，总共攻克七十余城，在秦国历史上也不多见。
父亲蒙武（生卒年月不详），中国战国时秦国名将。祖居齐国，父蒙骜、子蒙恬及蒙毅皆为秦名将。蒙武出身于名将世家，其家族原本是齐国人，其父蒙骜在秦昭襄王时来到秦国，成为秦国的著名将领。蒙骜曾带兵多次攻打魏国、韩国和赵国，为秦国夺取了大量的土地和城池。官拜上卿，在秦昭襄王和秦始皇初年是秦国最重要的将领之一。其子蒙恬也是秦国的名将，曾击退匈奴和筑长城，在秦始皇中后期成为秦朝当时最重要的将领。另一子蒙毅也曾带兵，并担任上卿。相对而言，蒙武的名声较小，在历史上记载不多，但也是秦国当时的重要将领之一，为秦朝的建立立下赫赫战功。
哥哥蒙恬（？－前210年），中国秦朝名将。祖居齐国，祖父蒙骜、父亲蒙武皆为秦名将。蒙恬在后世有各种蒙恬评价，司马迁在《史记》中认为：蒙恬在当时位高权重，而秦朝刚刚建立，人民刚刚脱离战乱，需要休养生息，不去劝阻秦始皇滥用民力，反而积极的修筑长城是有罪的。传说蒙恬发明了毛笔，《史记》“恬取中山兔毛造笔”，晋人崔豹《古今注》提到：“牛享问曰：‘自古有书契以来，便应有笔，世称蒙恬造笔，何也？’答曰：‘蒙恬始造，即秦笔耳。’”。考古发现在蒙恬之前中国已有毛笔，1954年湖南长沙发现第一枝战国毛笔。