Pierce Brosnan 1977-ben ismerte meg első feleségét, Cassandra Harris ausztrál színésznőt, aki 1991-ben halt meg rákban.
„Milyen gyönyörű nő volt. Istenem, hogy nézett ki! Soha nem gondoltam volna, hogy ő az az ember, akivel 17 évet töltök az életemből, nem gondoltam volna, hogy sikerül meghódítanom, boldoggá tennem, vagy akár csak próbálkoznom is ezzel” – nyilatkozta a színész első felesége halála után.
Pierce Brosnan 1980 decemberében feleségül vette Cassandra Harrist
Pierce Brosnan és Cassandra Harris kapcsolata gyorsan kialakult az 1970-es évek végén, hamarosan úgy döntöttek, hogy összeköltöznek, és vettek egy házat Wimbledonban, London közelében. 1980. december 27-én házasodtak össze, és fiuk, Sean, 1983 szeptemberében született. Ugyanakkor a Cassandra előző házasságából származó gyerekek, Charlotte és Christopher is velük éltek. Miután az apjuk, Dermot Harris, 1986-ban meghalt, Pierce Brosnan örökbe fogadta őket.
Cassandra Harrist 1987-ben diagnosztizálták rákkal
Egy évvel később, 1987-ben, Cassandránál petefészekrákot diagnosztizáltak. A színész ekkor éppen Indiában tartózkodott, ahol a Gazemberek (The Deceivers) című filmet forgatta. Cassandra számos kemoterápiás kezelésen és egyéb kísérleti kezelésen esett át, de a teste végül nem bírta tovább, és 1991. december 28-án, 43 éves korában meghalt.
Pierce Brosnan így fogalmazott felesége elvesztéséről: „Amikor a párodnak rákja van, az életed teljesen megváltozik. A hétköznapi rutin, és az, ahogy az életet látod, mind megváltozik. Mert szembe kell nézned a halállal. Szembe kell nézned a halál lehetőségével. Cassie nagyon pozitívan viszonyult az élethez. Neki volt a legcsodálatosabb energiája és életszemlélete. Szörnyű veszteség volt, és még most is az, és ezt időről időre a gyerekeimen is látom tükröződni.”
Pierce Brosnan 2001-ben újranősült, Keely Shaye Smith újságírót vette feleségül
Évekkel később, 2013-ban, Brosnan mostohalánya, Charlotte, ugyanabban a betegségben halt meg, mint az édesanyja, petefészekrákban. Charlotte 42 éves volt. Első felesége 1991-es halála után Pierce Brosnan 1994-ben kezdett kapcsolatot Keely Shaye Smith amerikai újságíróval, akivel egy mexikói nyaraláson ismerkedtek meg.
2001-ben házasodtak össze Írországban. Két közös gyermekük született, Dylan és Paris.
