В 1987 году, в возрасте 21 года, Патрик женился на 48-летней Роки Паркер, которая была мамой его лучшего друга.

В 1999 году Патрик женился на актрисе Джиллиан Финк, Вместе они воспитывают дочь Талулу (родилась 22 февраля 2002 года) и сыновей-близнецов Дарби и Силливана (родились 1 февраля 2007).

23 января 2015 года Финк подала на развод, сославшись на непримиримые разногласия в отношениях с мужем.

В молодости, Патрик Демпси был чемпионом в горнолыжном спорте, он не потерял атлетических данных и сегодня. Кроме лыжного спорта, он наслаждается садом, перестраивает дом и коллекционирует предметы старины.