Zvezdnik filma Rdeče luči (Red Lights) se je prvega otroka razveselil že leta 1976, ko je kmalu po poroki skupaj s pevko Diahnne Abbott pozdravil sina Raphaela, ki sta ga poimenovala kar po hotelu v Rimu, kjer je bil spočet. Raphael je danes uspešen nepremičninski agent v New Yorku, svoj čas pa se je tudi on preizkusil v igralskih vodah.

Leta 2008 se je poročil s Claudine De Matos, s katero se je razveselil treh otrok, sina Nicolasa ter deklic po imenu Ella Rose in Alexandria. Leta 2016 je sledila grenka ločitev, štiri leta pozneje pa je Raphael znova skočil v zakon, tokrat z Hannah Carnes De Niro.

Robert je po poroki postal tudi ljubeči oče Diahnneine hčerke iz prejšnje zveze, ta pa je prevzela celo njegov priimek in postala Drena De Niro. Čeprav se je v otroštvu zaradi narave poklica, ki sta ga opravljala njena mama Diahanne in oče Robert, veliko selila, pravi, da je bila v tistem času zelo srečna. Še posebej ji je k srcu prirasel New York, kjer se je nahajalo veliko očetovih filmskih prizorišč. 

Čeprav se je njena družina kasneje preselila v Los Angeles, se je v najstniških letih odločila, da želi živeti v New Yorku. Želja se ji je uresničila. Tam je pričela svojo kariero, v mestu ostaja še danes, družbo pa ji dela sin Leonardo De Niro Rodriguez, ki se je prav tako odločil, da želi postati igralec. Skupaj z mamo Dreno sta se leta 2018 pojavila v priljubljenem filmu Zvezda je rojena. 

Po ločitvi z Diahnne Abbot leta 1988 je De Niro znova našel ljubezen, tokrat z igralko in manekenko Toukie Smith (Doris A. Smith). Sicer nikoli nista prišla do oltarja, sta se pa leta 1995 odločila za razširitev družine. S pomočjo nadomestne matere sta se jima pridružila dvojčka Julian Henry in Aaron Kendrick De Niro. Par se je razšel le leto pozneje. 

Medtem ko se Aaron Kendrick bolj redko pojavi v javnosti, pa s prepoznavnostjo nima toliko težav njegov brat Julian Henry, ki je znan predvsem po svoji vlogi mladega Baracka Obame v televizijski seriji The First Lady.

Čeprav od zaključka zveze z Toukie Smith ni minilo ravno veliko časa, se je leta 1997 De Niro znova podal pred oltar, tokrat z Grace Hightower. Le leto pozneje se je par razveselil fantka Elliota, leta 2011 pa se jima je preko nadomestne mame pridružila še hčerka Helen Grace. 

V njunem zakonu je škripalo že pred rojstvom Helen, toda kljub temu da sta leta 2004 spore zgladila in obnovila zaobljube, se na koncu tudi njuna zveza na žalost ni obnesla, leta 2018 sta se namreč dokončno razšla po več kot dvajsetih letih zakona. 

Kljub zakonskim težavam sta se tako Grace kot Robert močno trudila biti v oporo sinu Elliotu, ki je bil že v otroštvu diagnosticiran z avtizmom. Njegovo življenje sta skrivala pred žarometi, veliko energije pa sta vložila tudi v to, da najdeta primeren hobi, ki bi mu lahko pomagal pri njegovem boju z avtizmom. In našla sta ga – tenis. Omenjenemu športu se je sicer sprva upiral, z leti treninga pa je postal zares odličen igralec.

"Iskanje hobijev za otroke je še posebej težko za starše otrok s posebnimi potrebami. Igranje tenisa mu pomaga. Bolj je samozavesten, ko vidi, da je v tem dejansko dober. To je najboljša motivacija," je v enem izmed intervjujev povedal Robert.