С 2006 года по 2009 год Алексей Чадов состоял в отношениях с литовской актрисой Агнией Дитковските. После расставания актеры остались приятелями, общались, ходили друг к другу в гости. А когда актерам снова пришлось работать вместе над картиной «Дело чести», их чувства вспыхнули с былой силой.

24 августа 2012 года Агния Дитковските и Алексей Чадов тайно поженились в одном из московских ЗАГСов и отпраздновали это радостное событие в кругу родственников.

4 сентября 2012 года стало известно, что Алексей Чадов скоро станет отцом. Это подтвердила его молодая жена, актриса Агния Дитковските. Она просто написала у себя в социальной сети: «Беременна…», подтвердив таким образом и без того витавшие слухи.

5 июня 2014 года у супругов родился сын Федор.

В июле 2015 года Алексей Чадов и Агния Дитковските расстались.