Em casos como este, em que o composto é formado por dois adjetivos, deve hifenizar-se o mesmo, daí, o correto é: paterno-filial («Que é relativo ao pais e aos seus filhos»).
De acordo com o ponto 1. da base XV do Acordo Ortográfico de 1990 «emprega-se o hífen nas palavras compostas por justaposição que não contêm formas de ligação e cujos elementos, de natureza nominal, adjetival, numeral ou verbal, constituem uma unidade sintagmática e semântica e mantêm acento próprio, podendo dar-se o caso de o primeiro elemento estar reduzido».
Outro exemplo semelhante é materno-infantil. Também à sua semelhança, temos outros compostos formados por dois adjetivos que são hifenizados: azul-escuro, luso-brasileiro, político-social.