Neistat có một cậu con trai, Owen, lúc anh 17 tuổi, với người bạn gái lúc đó là Robin Williams.[68] Lần kết hôn đầu tiên của Neistat là với Candice Pool; cả hai trước đó đã bỏ trốn tại Houston, Texas, vào năm 2005. Cuộc hôn nhân kéo dài khoảng một tháng và kết thúc với một thỏa thuận bãi bỏ.[69] Vào ngày 18 tháng 2 năm 2013, Neistat lại đính hôn với Candice Pool, và cô cũng xuất hiện trong nhiều bộ phim của anh. Vào ngày 29 tháng 12 năm 2013, Candice và Casey kết hôn tại Cape Town, Nam Phi.[70] Cả hai có một cô con gái, đặt tên là Francine.[71]

Louise Neistat (tên khai sinh là Louise Celice Grossman), bà nội của Casey Neistat, là một vũ công tap dance và là một vũ công Rockette của Radio City Music Hall trong Chiến tranh thế giới thứ hai. Vào năm 2004, Casey đạo diễn một video mà trong đó bà của anh làm "chiếc bánh mì nường Pháp ngon nhất thế giới" và đưa nó cho con trai Owen của anh.

Vào ngày 31 tháng 10 năm 2011, Casey Neistat đăng tải một bộ phim ngắn bốn phút trên YouTube về bà của mình.[72] Video mở đầu với cảnh Casey hỏi bà mình xem bà nghĩ còn bao nhiêu năm nữa bà còn được tổ chức chương trình nhảy tap dance thường xuyên, rồi xen lẫn nhiều đoạn băng quay lại những thành tựu của bà với những cảnh từ chương trình biểu diễn tap dance gần đây nhất của bà; số tiền bà dành dụm được từ tap dance được quyên góp cho các tổ chức từ thiện để nghiên cứu bệnh ung thư.[73] Đoạn video được tài khoản chính thức của YouTube trên Twitter chia sẻ và đã xuất hiện trên nhiều trang web tin tức và video lan truyền nhanh như Huffington Post. 22 ngày sau khi video được đăng tải, Louise qua đời do tuổi già, hưởng thọ 92 tuổi; Neistat đã viết cáo phó cho bà và đọc bài điếu văn.[74]

Tính tới tháng 4 năm 2013, Casey Neistat đã sở hữu 7 chiếc xe hơi.[75] Trong đó chiếc thứ ba là một chiếc xe tải màu xanh đã phát nổ trên lề đường Xa lộ Liên tiểu bang 95 và chiếc thứ năm là một chiếc BMW 530i Touring năm 1994.[76]