Michel Piccoli a eu trois enfants, issus de deux mariages. Sa première fille, Anne-Cordélia, est née de sa relation avec l'actrice Eléonore Hirt. Toutefois, l'acteur l'admettait lui-même, les relations avec son aînée étaient complexes : "Il n'est pas facile d'en parler car nous sommes froissés et j'ignore ce qu'elle devient, expliquait-il dans son autobiographie en 2015. Nous ne nous sommes pas revus depuis longtemps, je sais seulement qu'elle a eu trois enfants". Ses relations sont toutefois meilleures avec ses deux cadets, Inord et Missia, qu'il avait adopté en Pologne avec sa dernière épouse Ludivine Clerc. Lorsque Pierre Lescure quitte le Festival de Cannes pour adopter sa petite fille, il croise Michel Piccoli et lui annonce la nouvelle. "Et là, il est tombé dans mes bras, raconte-t-il dans C à vous. Il sanglotait. Il y avait tout l'amour pour ses deux enfants. Il était bouleversant ce mec-là".
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