Bourdain bodde i New York City. I 1985 giftet Bourdain seg med Nancy Putkoski som han var sammen med siden grunnskolen. De skilte seg i 2005. I 2007 giftet han han seg med Ottavia Busia og sammen fikk de en datter samme år. Paret separerte 2016 men hadde ennå ikke gjennomgått skilsmisse ved hans død. De siste årene av sitt liv hadde han et forhold med den italienske skuespillerinnen Asia Argento.