В 1762 году женился на Лючии Галеацци Гальвани. В 1772 году супруги переехали в собственный дом, где Луиджи создал лабораторию по изучению анатомических рефлексов животных. Лючия была активным помощником в экспериментах; пара также сотрудничала с Антонио Муцци. Галеацци Гальвани также ассистировала мужу в качестве хирурга и акушера и вдобавок редактировала медицинские тексты мужа.