С 22 июля 2000 по сентябрь 2011 года Джеймс Марсден был женат на актрисе Лизе Линде. В этом браке у Джеймса родилось двое детей – сын Джек, родился 1 февраля 2001 года, и дочь Мэри, родилась 10 августа 2005 года.

14 декабря 2012 года у Джеймса родился сын Уильям Лука от его бывшей девушки, бразильской модели Роуз Косты.