Robert De Niro cưới người vợ đầu, nữ diễn viên Diahnne Abbott, năm 1976, hai người có một con chung là Raphael, De Niro cũng nhận nuôi con gái riêng của Abbott là Drena. Robert còn có hai đứa con sinh đôi (bằng phương pháp thụ tinh ống nghiệm), Julian Henry và Aaron Kendrick, với người bạn gái lâu năm Toukie Smith.

Sau khi ly dị Diahnne năm 1988, đến năm 1997, De Niro cưới người vợ thứ hai, Grace Hightower, một cựu tiếp viên hàng không, đứa con đầu tiên của hai người, Elliot, sinh năm 1998.

Tháng 2 năm 1998, trong khi đang quay một bộ phim ở Pháp, De Niro bị cảnh sát bắt giữ để hỏi cung trong 9 tiếng liền, sau đó ông còn bị quan tòa tra hỏi vì sự dính líu đến một đường dây mại dâm. Diễn viên Mỹ đã bác bỏ mọi cáo buộc của các nhà chức trách[4] và tuyên bố trong cuộc phỏng vấn với báo Le Monde rằng mình sẽ không bao giờ quay trở lại nước Pháp và sẽ trả lại huân chương Bắc đẩu Bội tinh cho đại sứ Pháp. Giới chức Pháp sau đó đã giải thích rằng họ gọi De Niro ra tòa vì ông là một nhân chứng quan trọng, chứ không phải nghi can. Năm 2003, Robert De Niro đã cùng đạo diễn Woody Allen, nhạc sĩ nhạc Jazz Wynton Marsalis và nhà văn George Plimpton tham gia một chuyến quảng bá du lịch cho nước Pháp để phản ứng lại trào lưu chống Pháp khi đó ở Mỹ do sự kiện Cuộc xâm lược Iraq năm 2003.

Năm 2003, De Niro đã phải trị liệu ung thư tiền liệt tuyến. Cha của De Niro, ông De Niro Sr. cũng đã qua đời năm 1993 vì bệnh ung thư ở tuổi 71.

Ngày 21 tháng 10 năm 2006, Robert De Niro đã được trao chứng nhận Công dân danh dự của Ý tại lễ trao giải của Liên hoan phim Roma.