Robin Williamsin vaimo Susan Sneider julkaisi kaksi sydämellistä lausuntoa kolmen vuoden aviomiehensä, viimeksi paljasti, että hänellä oli diagnoosi Parkinsonin taudin kanssa. Robin oli ollut naimisissa kahdesti aiemmin ja oli kolme lasta noiden avioliittojen aikana.
Robinin ensimmäinen vaimo oli Valerie Valardi, jonka kanssa hän oli naimisissa vuosina 1978–1988 ja jolla oli yksi poika Zach Williams (31.). Valardi rohkaisi Robinia uransa alkuaikoina ja tarttui häneen alkoholin väärinkäytön aikana. ja kokaiinia. Hän oli tiettävästi uskoton useita kertoja, mutta avioliitto hajosi sen jälkeen, kun hän aloitti suhde lastenhoitajansa, Marsha Garcesin kanssa. Toistaiseksi Valardi ei ole julkaissut lausuntoa Robinin kuolemasta.
Robin ja Marsha menivät naimisiin vuonna 1989 ja olivat yhdessä vuoteen 2008. Heillä oli kaksi lasta, Zelda (25,) ja Cody (21), ja Marshasta tuli tuottaja useimmille menestyvistä elokuvistaan, mukaan lukien Rouva Doubtfire ja Patch Adams . Alun perin hän selvisi avioliitonsa alkuaikoina, mutta hänellä oli kolmen vuoden taudin uusiutuminen, joka lopulta johti avioliiton hajoamiseen vuonna 2008. He erosivat hyvillä ehdoilla, mutta Robin on puhunut useita kertoja siitä, kuinka kalliita avioero ja elatusmaksut häntä.
Marsha antoi tämän lausunnon kuolemastaan:
'Sydämeni on jaettu hyvin auki ja hajallaan planeetan yli teidän kaikkien kanssa. Muista Robin Williamsin lempeä, rakastava, antelias - ja kyllä, loistava ja hauska - mies. Käsivarret ovat kietoutuneet lastemme ympärille, kun yritämme tarttua rakastamamme miehen juhlistamiseen samalla kun käsittelemme tätä mittaamatonta menetystä. '