През 1886 година е Хилберт е хабилитарнхабилитиран с един труд върху теорията на инвариантите и става [[приватдоцент]]. През 1892 година вече е извънреден професор, а през 1893 година получава редовна професура. През 1892 година Хилберт се жени за дългогодишната си приятелка Кете Йерош (1864-1945), дъщеря на местен търговец.{{hrf|Reid|1996|36}} В Кьонигсберг се ражда единственото им дете — Франц Хилберт (1893-1969). През целия си живот Франц страда от недиагностицирано психическо заболяване, а ограничените му умствени способности са причина за тежко разочарование за неговия баща.{{hrf|Reid|1996|139}}
