Mel Gibson, contrariamente a quanto si pensa, si è sposato soltanto una volta con l'infermiera Robyn Moore e dal loro matrimonio sono nati ben sette figli: Hannah, Edward, Christian, William, Louis, Milo e Thomas. Dopo più di 26 anni di matrimonio, Mel e Robyn si sono separati il 29 luglio 2006.
Il divorzio di Gibson è stato finalizzato il 23 dicembre 2011 e si dice che l'accordo con la sua ex moglie sia stato il più caro nella storia di Hollywood ammontando a più di 400 milioni di dollari. Successivamente Mel ha avuto una relazione con la musicista russa Oksana Grigorieva dalla quale ha avuto una figlia nel 2009.
In seguito la Grigorieva lo ha lasciato e lo ha denunciato per una serie di maltrattamenti, insulti a sfondo razzista e minacce di morte via telefono. Per questi reati, nel marzo 2011 Gibson ha patteggiato con i giudici di Los Angeles 3 anni di libertà vigilata, un programma di riabilitazione psichica e 600 dollari di multa.
Nell'aprile del 2011 Gibson ha rotto il suo silenzio riguardo alla Grigorieva, dichiarandosi innocente anche se nel settembre 2011 ha deciso di patteggiare, pagando 750 000 dollari a titolo di risarcimento per l'ex compagna, rinunciando anche all'affidamento della figlia. Dal 2014 è sentimentalmente legato alla sceneggiatrice televisiva Rosalind Ross da cui ha avuto un figlio, Lars Gerard, nato il 20 gennaio 2017.