Nel 1972 Willem Dafoe è entrato nel gruppo teatrale d’avanguardia Theatre X, con il quale ha partecipato a tournée sia negli Stati Uniti sia in Europa. Si è successivamente trasferito a New York, dove nel 1977 ha co-fondato la compagnia teatrale Wooster Group con Elizabeth LeCompte, a cui poi si è legato sentimentalmente. La coppia – che non è mai convolata a nozze – ha avuto un figlio nel 1982, Jack, e nel 2004 si è separata. Durante le riprese del film «Le avventure acquatiche di Steve Zissou» di Wes Anderson Dafoe ha conosciuto a Roma la regista e attrice Giada Colagrande. È stato amore a prima vista e i due nel 2005 si sono sposati. Oggi vivono tra Roma e gli Stati Uniti (e Dafoe ha imparato la nostra lingua).
