Po powrocie z Berlina zamieszkał w Wilnie.

Pracował tam jako organista, kompozytor, pedagog i organizator życia muzycznego w mieście.
W Wilnie też ożenił się z Aleksandrą Müllerówną. Swoją przyszłą żonę Moniuszko poznał podczas pobytów w Wilnie ze swoim stryjem, z którym zawsze zatrzymywali się w kamienicy należącej do jej rodziny. Gdy miał 17 lat zaręczył się z Aleksandrą, ale do ślubu nie doszło, gdyż matka Aleksandry stwierdziła, że zięć powinien mieć zawód, aby utrzymać rodzinę. Dlatego wyjechał do Berlina aby dalej kształcić się muzycznie. Ślub odbył się po jego powrocie z Berlina w 1840 roku.
Ze związku tego urodziło się dziesięcioro dzieci. Najstarsza Elżbieta została graficzką, rysowniczką, malarka i pedagożką, założycielką Szkoły i Zakładu Drzeworytniczego w Warszawie. Była też działaczką na rzecz emancypacji kobiet.
Syn, Jan Czesław Moniuszko został malarzem rodzajowym. Na swoich obrazach przedstawiał postacie w strojach polskiej szlachty oraz w strojach epoki rokoka. Malował też obrazy o treściach historycznych i religijnych. Jego potomkinią jest aktorka Adrianna Janowska- Moniuszko.