Saudara
Janice (kakak Perempuan), Gretchen (adik perempuan)
Suami/Istri
Michelle Cook (1969 - 1977), Regina Lasko (sejak 2009)
Kekasih
Bonnie Hunt (aktris), Merrill Markoe (penulis, 1978 - 1985), Teri Garr (aktris, 1990), Stephanie Birkitt (asisten David Letterman, 2001 - 2003)
Anak-anak
Harry Joseph Letterman (laki-laki, L. 03-Nov-03)