O 26 de abril de 1986, Schwarzenegger casou con Shriver en Hyannis, Massachusetts. O reverendo John Baptist Riordan realizou a cerimonia na igrexa católica St. Francis Xavier. Teñen catro fillos: Katherine Eunice Schwarzenegger (nacida o 13 de decembro de 1989), Christina Maria Aurelia Schwarzenegger (nacida o 23 de xullo de 1991), Patrick Arnold Shriver Schwarzenegger (nacido o 18 de setembro de 1993) e Christopher Sargent Shriver Schwarzenegger (nacido o 27 de setembro de 1997). Todos os seus fillos naceron en Los Angeles. A familia vivía nunha casa de 11,000 pies cadrados (1,000 m2) no barrio de Brentwood de Los Angeles, California, con casas de vacacións en Sun Valley, Idaho e Hyannis Port, Massachusetts.
Katherine Eunice Schwarzenegger