Дед Михаила Александровича Врубеля со стороны отца страдал запойным пьянством. Сам художник до женитьбы тоже пристрастился к вину, но через несколько лет сумел изжить этот порок и до конца жизни вел трезвый образ жизни.
Дед Врубеля по линии матери был «маньяк, со склонностью к недоверчивости и подозрительности» (В. Домитеева, М. Цубина). Отец художника Александр Михайлович Врубель (1828–1898) происходил из древнего рода польских дворян, был целеустремленным, уравновешенным, трудолюбивым, имел высшее юридическое образование. После обучения в кадетском корпусе посвятил себя военной службе. Участвовал в Крымской военной компании и в военных операциях на Кавказе. Был одним из самых просвещенных и образованных людей своего времени, интересовался историей, политикой, философией. Имел свою личную библиотеку, в которой, помимо художественной литературы, были книги по изобразительному искусству.
Занимаясь военными делами, Александр Михайлович много времени уделял общественной работе: по устройству школ, улучшению быта военнослужащих и ссыльных. Был патриотом России. Посещая зарубежные страны, не променял свое отечество ни на одну из них. Он так же, как русский писатель Константин Георгиевич Паустовский (1892–1968), считал, что «чужое небо и чужие страны привлекают внимание лишь на короткое время, несмотря на их красоту. Приходит время, когда крик петуха начинает звучать как голос Родины, призывающий нас обратно в свои поля и леса» (Паустовский).
Потеряв рано жену, Александр Михайлович на тридцать втором году жизни остался вдовцом с тремя малолетними детьми, из которых старшей дочери Анне было четыре года, а младшему сыну Александру всего один год. От второго брака имел трех детей. В преклонном возрасте Александр Михайлович лечился по поводу церебрального атеросклероза. Перенес инсульт, от которого скончался в возрасте 70 лет. От предков по линии отца Михаил Александрович воспринял трудолюбие, настойчивость и педантичность.
Мать Михаила Александровича Врубеля – Анна Григорьевна Басаргина (1836–1859), дочь известного в России адмирала Григория Басаргина, получила домашнее и гимназическое образование. Она рано ушла из жизни, когда ее характер и особенности поведения еще не получили устойчивости. По отрывочным малочисленным сведениям можно предположить, что она была человеком мягким, добрым, общительным и доверчивым, жизнерадостным и увлекающимся. Рано вышла замуж, когда ей не исполнилось еще 18 лет. Умерла в 23 года от туберкулеза легких. Ее младший сын Александр, 1858 года рождения, умер в 11 лет от туберкулеза легких. До преклонных лет дожили двое детей – старшая дочь Анна 1855 года рождения и сын Михаил, родившийся в 1856 году, будущий знаменитый художник, который от матери унаследовал добросердечие, общительный нрав и развитое воображение. Представители рода Басаргиных были известны в России как люди мужественные и бесстрашные, один из них, Николай Васильевич Басаргин, был декабристом, 20 лет находился в сибирской ссылке. Один из родственников Врубеля «по линии матери был наркоманом» (В. Домитеева, М. Цубина).