Молодший брат – Олександр Космодем'янський, радянський танкіст, Герой Радянського Союзу. Після загибелі Зої вирушив на фронт у віці 17 років, бажаючи помститися за смерть сестри. Воював на танку КВ, на якому він зробив напис «За Зою». Відомий подвигами під час штурму Кенігсберга.
Олександр Анатолійович Космодем'янськийЗоя Анатоліївна Космодем'янська / Брат
Олександр Анатолійович Космодем'янський посмертно був нагороджений званням Героя Радянського Союзу та похований поруч із Зоєю на Новодівичому цвинтарі в Москві. У Калінінградській області його ім'я носить селище, у Москві – вулиця, а також є мала планета "1977 Шура".