В 1993 году у Пола Уокера был короткий роман со знаменитой актрисой Дениз Ричардс, с которой он снимался в молодёжной комедии «Тэмми и Ти-Рекс». В апреле 1998 года Уокер встретил Блисс Элис (англ. Bliss Eliss) на съёмках фильма «Студенческая команда», где девушка участвовала в массовке — пара встречалась несколько лет. Роман с актрисой Джейми Кинг начался в 2002 и продлился чуть больше года. По слухам, у Уокера также был роман с актрисой Джессикой Альбой, партнёршей по фильму «Добро пожаловать в рай!».

У Пола также есть дочь Мэдоу Рэйн (англ. Meadow Rain, родилась 4 ноября 1998 года), которая живёт со своей матерью Ребеккой, бывшей подружкой Уокера, на Гавайях.

C 2006 года встречался с Жасмин Пилчард-Госнелл (англ. Jasmine Pilchard-Gosnell), которая была младше его на 16 лет. Несмотря на многочисленные сообщения в прессе, к осени 2011 года пара так и не была обручена. Пара рассталась, об этом Пол признался в одном из интервью.

Был очень дружен со своими младшими братьями Калебом и Коди, которые приходили практически на все премьеры своего брата.