6 maja 1997 ożenił się z aktorką Téą Leoni. Mają dwoje dzieci: córkę Madelaine West (ur. 24 kwietnia 1999) i syna Kyda Millera (ur. 15 czerwca 2002). 14 czerwca 2014 rozwiedli się.

Duchovny był wegetarianem, a w 2007 roku przeszedł na pescowegetarianizm.

28 sierpnia 2008 Duchovny ogłosił, że dobrowolnie zgłosił się do kliniki odwykowej, gdzie leczy się z uzależnienia od seksu i od internetowych stron pornograficznych.

Filmografia filmy fabularne

seriale i miniseriale 1992–1999 – Pamiętnik Czerwonego Pantofelka (Red Shoe Diaries) – narrator; Jake Winters 1993–2002 – Z archiwum X – agent Fox Mulder (z przerwami) 2007–2014 – Californication – Hank Moody 2015–2016 – Era Wodnika – Sam Hodiak 2016–2018 – Z archiwum X – agent Fox Mulder 2025 - Zły zamiar (Malice) -Jamie Tanner

seriale i miniseriale – występy gościnne