Der jüngere Sohn Carl Pilotys, Oskar Piloty, ein bedeutender Chemiker, fiel im Ersten Weltkrieg. Robert Piloty, ein weiterer Sohn, wurde Rechtswissenschaftler und Politiker. Eine Tochter, Johanna (1864–1935), heiratete 1884 den Ingenieur Friedrich von Hefner-Alteneck.[4]
Die Grabstätte von Carl Piloty befindet sich auf dem Alten Südlichen Friedhof in München (Gräberfeld 27 – Reihe 1 – Platz 17) Standort48.1257511.564888888889.
In drei Städten sind Straßen nach Carl Theodor von Piloty benannt:
Die Münchener Pilotystraße liegt im Stadtbezirk 1 Altstadt-Lehel gegenüber von der Bayerischen Staatskanzlei und verläuft parallel zum Franz-Josef-Strauß-Ring. Die vormals als Tannenstraße benannte Straße erhielt ihre Bezeichnung noch in Pilotys Todesjahr 1886[5].
Pilotys Monumentalgemälde Allegorie Monachia[6] ist 15,30 m × 4,60 m groß und gilt als Bayerns größtes Leinwandgemälde. Darin sind 128 Personen[7] aus der Münchner Stadtgeschichte dargestellt, unter deutlicher Missachtung der Wittelsbacher. Es wurde für 50.000 Gulden erworben und erstmals am 21. Juli 1879 im Münchner Rathaus aufgestellt. 1952 kam es ins Depot. Die Restaurierung begann im Jahr 2000, und das Werk wurde ab dem 20. September 2004 wieder im Großen Rathaussaal des Münchner Rathauses der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Die Kosten der Restaurierung betrugen ca. 500.000 Euro.
Nero auf den Trümmern Roms (um 1861, Budapest, Ungarische Nationalgalerie). Holzstich-Reproduktion in Die illustrirte Welt 17. Jg. (1868/69), Heft 19, S. 220.
Maria Stuart beim Anhören ihres Todesurteils (1869, München, Neue Pinakothek)
Reinhold Baumstark, Frank Büttner (Hrsg.): Großer Auftritt. Piloty und die Historienmalerei. DuMont, Köln 2003, ISBN 3-8321-7291-2 – Publikation zur Ausstellung „Großer Auftritt – Piloty und die Historienmalerei“ (München, Neue Pinakothek, 4. April – 27. Juli 2003).
Jürgen Wurst, Alexander Langheiter: Monachia von Carl Theodor von Piloty im Münchner Rathaus; [anlässlich der Restaurierung und Wiederanbringung von Carl Theodor von Pilotys Monumentalgemälde „Monachia“ im Großen Sitzungssaal des Münchner Rathauses im September 2004]. München, Städtische Galerie im Lenbachhaus, München 2005, ISBN 3-88645-156-9.