Den 24. april 1943 giftet Russell seg med ungdomskjæresten, den tidligere Los Angeles Rams-quarterbacken Bob Waterfield. På 30-årsdagen hennes, 21. juni 1951, adopterte ekteparet datteren Tracy og fire måneder senere adopterte de sønnen Thomas. I 1956 adopterte de sønnen Robert John. I 1952 stiftet Russell organisasjonen World Adoption International Fund (WAIF), for å hjelpe amerikanere med å adoptere uønskete barn fra utlandet. I selvbiografien sin avslørte Russell at hun som 19-åring hadde foretatt en illegal abort, som førte til at hun ikke kunne føde barn senere. Etter dette ble hun en sterk motstander av abort. Den 2. februar 1967 søkte Russell om skilsmisse fra Waterfield. Den ble fullført i juli 1968. Den 25. august 1968 giftet hun seg med skuespilleren Roger Barrett, men han døde av hjerteinfarkt i november samme år. Den 31. januar 1974 giftet hun seg med John Calvin Peoples som hun var gift med frem til hans død i april 1999.