Il a actuellement 55 ans et sa famille est composée de ses parents Thalía et William George Zane, acteurs et fondateurs d'une école de techniques médicales. Il a une sœur aînée, Lisa Zane, et est aussi actrice. Sa femme est le mannequin Candice Neil, ils ont eu une fille nommée Ava Katherine et en 2014, une deuxième fille nommée Gia est née.

Il est blond, entre doux et moderne, avec des yeux clairs expressifs qui peuvent parfois donner à son regard une pointe de dureté et de rébellion. C'est un interprète charismatique et talentueux. DiCaprio est un acteur intelligent, doué et exigeant, mais il ne se rend pas toujours compte qu'il agit de manière évidente et souvent grossière.

Il a actuellement 46 ans, est le seul enfant d'Irmelin Indenbirken, une secrétaire d'origine allemande, et de George DiCaprio, un dessinateur de bandes dessinées underground et producteur/distributeur de bandes dessinées. Son grand-père maternel, Wilhelm Indenbirken, était allemand ; tandis que sa grand-mère maternelle, Helene Indenbirken, était une citoyenne allemande d'origine russe sous le nom de Yelena Smirnova.