Fox giftet seg med filmprodusenten og manusforfatteren Darryl F. Zanuck 24. januar 1924. De fikk barna Darrylin, Susan og Richard. Ekteparet ble separert i 1956, men ble gjenforent da Zanuck led av Alzheimers sykdom på 1970-tallet og var gift frem til hans død i 1979. Fox døde 14. oktober 1982 i Santa Monica i California. Hun hadde en lungeinfeksjon og lungeemfysem. Fox er gravlagt på Westwood Village Memorial Park Cemetery i Los Angeles.