Życie prywatne Madsen był trzykrotnie żonaty. Pierwszą żoną była Georganne LaPiere, siostra przyrodnia Cher. W latach 1991–1995 był żonaty z Jeannine Bisignano, z którą miał dwóch synów: Christiana (ur. 1990) i Maxa (ur. 1994). 15 kwietnia 1996 ożenił się z DeAnną Morgan, z którą miał trzech synów: Hudsona Lee (1995-2022), Calvina Michaela (ur. 1997) i Luke’a Raya (ur. 2005).
Śmierć 3 lipca 2025 Madsen został znaleziony nieprzytomny przez władze, które odpowiedziały na wezwanie 911 w jego domu w Malibu w Kalifornii. Został uznany za zmarłego na miejscu, w wieku 67 lat. Według jego menedżera przyczyną zgonu było nagłe zatrzymanie krążenia.
Filmografia Rok Tytuł Rola Reżyser 1982 Against All Hope Cecil Moe Edward T. McDougal 1983 Gry wojenne porucznik Steve Phelps John Badham/Martin Brest 1984 Wyścig z księżycem Frank Richard Benjamin 1984 Urodzony sportowiec Bartholomew „Bump” Bailey Barry Levinson 1991 The Doors Tom Baker Oliver Stone 1991 Thelma i Louise Jimmy Lennox Ridley Scott 1992 Wściekłe psy Vic Vega / pan Blond Quentin Tarantino 1992 Poza prawem (TV) Blood Larry Ferguson 1993 Uwolnić orkę Glen Greenwood Simon Wincer 1994 Ucieczka gangstera Rudy Travis Roger Donaldson 1994 Niebieski tygrys sprzedawca broni Norberto Barba 1994 Wyatt Earp Virgil Earp Lawrence Kasdan 1994 Felidae Sinobrody (głos) Michael Schaack