Nel 1958 incontrò la registaAgnès Varda, con cui si sposò, e di cui adottò la figlia Rosalie. La coppia ebbe un figlio,Mathieu Demy.
In un'intervista aCahiers du cinéma n. 155 uscita nel maggio 1964 e ripubblicata nel numero speciale a lui dedicato sessant'anni dopo, alla domanda se in certi passaggi diLes Parapluies de Cherbourg possa ritrovarsi un rapporto col cinema di Agnès Varda, Jacques Demy risponde che non pensa che tale legame ci sia e che, com'è noto nell'ambiente, è difficile condividere tra di loro idee in quanto non pensano le stesse cose riguardo al cinema. Nellecopertine anteriore e posteriore, le foto del regista, visto di fronte e di nuca, sono di Agnès Varda.[1]
Demy morì il 27 ottobre 1990, all'età di 59 anni, a causa di complicazioni dovute all'AIDS: è sepolto nelcimitero di Montparnasse. 29 anni più tardi, Agnès Varda, alla sua morte, verrà sepolta accanto a lui.
^(FR) Michel Caen et Alain Le Bris (intervista a Jacques Demy),De Nantes à Cherbourg, inCahiers du Cinéma Jacques Demy, Hors-Série, n. 3, Paris, 2024, pp. 6-15.