Bartolomeo sposò intorno al 1433 Tisbe Martinengo, appartenente a una delle più potenti famiglie nobili bresciane. Il matrimonio comportò un'alleanza tra le due famiglie e favorì l'ascesa militare di Bartolomeo. Dal matrimonio nacquero Isotta, Caterina e Ursina, mentre altre cinque figlie femmine furono generate da rapporti illegittimi di Bartolomeo: tra esse la poetessa Cassandra e la prediletta Medea, che morì quindicenne nel marzo 1470 di febbre e che fu seppellita nel monumento oggi nella Cappella Colleoni. Residenza abituale della moglie e delle figlie fu il palazzo detto "Casa del Capitano" a Martinengo, costruito nel 1467 e luogo del tesoro di famiglia. Non avendo avuto figli maschi, il generale aveva imposto alla figlia legittima Ursina, sposa del parente Gherardo Martinengo, di aggiungere ai nipoti il nome e lo stemma Colleoni. Da questa linea si formò la famiglia Martinengo Colleoni, che fu proprietaria del Castello di Malpaga fino alla sua estinzione nel 1880. Nel suo testamento Bartolomeo assegnò a Venezia la cifra eccezionale di 120.000 ducati d'oro, che può essere intesa come una sorte di assicurazione perché la Serenissima non pretendesse altro del suo enorme patrimonio finanziario e terriero. Ma alla morte del Generale il governo veneziano requisì una cifra quasi doppia di denaro e tolse alla famiglia tutte le proprietà terriere che erano state concesse a Bartolomeo in feudo, tranne quelle da lui direttamente acquistate. Venezia non poteva tollerare che un così vasto territorio, posto sul pericoloso confine verso Milano, fosse gestito dagli eredi del Colleoni che non avevano particolari meriti militari né di governo.