Η Diane Keaton επέλεξε να γίνει μητέρα στην ηλικία των 50, υιοθετώντας δύο παιδιά και αναλαμβάνοντας μόνη την ανατροφή τους. Ήταν αφοσιωμένη μητέρα στη Dexter και τον Duke, που πλέον είναι ενήλικοι, 29 και 25 ετών αντίστοιχα σήμερα.
Η σταρ του The Godfather, που κάποτε είχε σχέση με τον Al Pacino, είχε μιλήσει ανοιχτά και για την επιλογή της να μην παντρευτεί, λέγοντας ότι το είχε αποφασίσει από νεαρή ηλικία. «Νομίζω είμαι η μόνη της γενιάς μου, και ίσως και των προηγούμενων, που έμεινε single όλη της τη ζωή», είχε δηλώσει.
Ακόμη και αν δεν ήθελε να είναι σύζυγος στην πραγματική ζωή, πολλοί από τους πιο γνωστούς ρόλους της εστίαζαν στη μητρότητα μέσα από τον γάμο. Στην ταινία The First Wives Club του 1996, υποδύθηκε μία μητέρα μαζί με τις Bette Midler και Goldie Hawn, ενώ το 1991 πρωταγωνίστησε στην ταινία Father of the Bride απέναντι στον Steve Martin.
Το 2005, σε συνέντευξή της στο Life Magazine, είχε μιλήσει για την εμπειρία της μητρότητας μετά την υιοθεσία του δεύτερου παιδιού της: «Το αξιοσημείωτο είναι ότι πλέον ανησυχώ διαφορετικά. Πριν από τα παιδιά, αν ανησυχούσα, ήταν μόνο για μένα. Όμως ως γονιός, αυτό που κάνεις είναι να ανησυχείς κρυφά χωρίς τα παιδιά να το καταλαβαίνουν – είναι ο κανόνας Νο 1 στην ανατροφή».

Η μεγαλύτερή της κόρη παντρεύτηκε το 2021 τον Jordan White. Στην εορταστική περίσταση, η Keaton φορούσε ένα κρεμ κοστούμι με το χαρακτηριστικό της καπέλο και γυαλιά. Η Dexter αποφοίτησε από το Carrington College της California με πτυχίο στην κτηνιατρική τεχνολογία.
Όσο για τον Duke, όταν ήταν παιδί, έδειχνε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη φωτογραφία. Το 2009, η Keaton τον πήγε σε αγώνα των Los Angeles Lakers, και ο Duke, μόλις 9 ετών, έβγαλε φωτογραφίες, μεταξύ άλλων και ενός κοντινού πλάνου του Kobe Bryant.

Το 2007 είχε δηλώσει ότι τα παιδιά της προτιμούν να μένουν μακριά από τη δημοσιότητα και δεν έχουν επιδείξει ενδιαφέρον να γίνουν ηθοποιοί όπως εκείνη: «Δεν τους ενδιαφέρει αυτό που κάνω, το οποίο θεωρώ υγιές», είχε πει στο People. «Ζούμε μια σχετικά κανονική ζωή».
Σπάνια έκαναν δημόσιες εμφανίσεις, αλλά το 2022, στη τελετή κατά την οποία η Diane Keeton άφησε τα αποτυπώματά της στο TCL Chinese Theatre του Hollywood, τα παιδιά της ήταν εκεί για να την στηρίξουν. Όταν της ζητήθηκε να περιγράψει το συναίσθημα του να τους έχει δίπλα της, απάντησε απλά: «Τα πάντα. Τους αγαπώ».
Μετά τον θάνατό της, τα δύο της παιδιά δεν έχουν κάνει κάποια ανάρτηση ή κίνηση στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, αν και η κόρη της ήταν εκείνη που επιβεβαίωσε τον θάνατό της.