18 października 1848 roku ożenił się z siedemnastoletnią Antoniną Kozłowską, która 15 września 1849 roku urodziła ich syna imieniem Franciszek, ale w maju 1850 roku zmarła na gruźlicę płuc o piorunującym przebiegu. Otrząsnąwszy się po tym ciosie, 29 maja 1852 roku wszedł w następny związek małżeński z Anną Magdaleną z Leszczyńskich, córką Ignacego, przez przeważającą większość biografów komentowany jako bardzo niedobrany. Motywem stojącym za tą decyzją mogło być pragnienie zapewnienia synowi odpowiedniej atmosfery rodzinnej. Wkrótce urodziły się następne dzieci: 20 marca 1853 roku Maria Chałubińska, a 30 grudnia 1854 roku Eugeniusz Chałubiński.
Uczestnictwo w charakterze lekarza ambulansowego w powstaniu węgierskim (1848–1849), być może na osobistą prośbę Józefa Bema, należy do najbardziej tajemniczych epizodów w życiu Tytusa Chałubińskiego. Jest wspominane w bardzo wielu pracach, jednak Adam Wrzosek – autor najpełniejszej biografii doktora – uważał je za mało prawdopodobne z uwagi na brak potwierdzenia w źródłach z epoki, a także nieobecność tego wątku w najwcześniejszych życiorysach. Nowsze opracowania, po odnalezieniu kilku kolejnych przesłanek, skłaniają się jednak ku prawdziwości tej historii. Udział w powstaniu musiał być krótkotrwały z uwagi na liczne inne obowiązki.