Gibson møtte sin kone Robyn Moore i 1970-årene like etter å ha filmet da de begge to var leietakere i samme hus i Adelaide. På den tiden var Robyn tannpleier, og Mel var en ukjent skuespiller som arbeidet for South Australian Theatre Company. 7. juni 1980 giftet de seg i en katolsk kirke i Forestville i New South Wales. Gibson har referert til sin kone som «min fjell i Gibraltar, bare mye vakrere» og sier videre: «livet handler om kjærlighet og forpliktelser og fan ta de som mener det er en klisje.» Paret har en datter, seks sønner og et barnebarn. Deres syv barn er Hannah (1980), tvillingene Edward og Christian (1982), William (1985), Louis (1988), Milo (1990), og Thomas (1999).