La prima moglie di James Arness era Virginia Chapman. James Arness sposò Virginia Chapman nel 1948 e la coppia divorziò nel 1963. Chapman morì per overdose nel 1977 a Malibu, in California. La coppia ha avuto tre figli insieme: Jenny Lee, Rolf e Craig.
L'unica figlia della coppia, Jenny Lee Arness, si è suicidata a 25 anni. Il figlio della coppia, Rolf Arness, è diventato campione del mondo nel 1970.
Chapman era una famosa attrice nota per i suoi ruoli in "Perry Mason", "Highway Patrol" e "Gunsmoke". James Arness ha interpretato Matt Dillon nel programma televisivo "Gunsmoke" per 20 anni.