Kieślowski giftet seg med Maria Cautillo 21. januar 1967 og de forble gift frem til hans død. Sammen fikk de datteren Marta (født 8. januar 1972). Han døde 13. mars 1996, i en alder av 54 år, under en operasjon som følge av et hjerteinfarkt. Han ligger gravlagt på Powązki-kirkegården i Warszawa.