С 2009 года по 2014 год встречался с коллегой по фильму «Миллионер из трущоб» актрисой Фридой Пинто.
Родители Дева — выходцы из Кении, но корни у них индийские. Дев был воспитан в традициях индуизма.
Мать Дева, Анита, работала сиделкой, а отец, Радж, — IT-консультантом.
Дев Патель — профессиональный спортсмен, он занимал призовые места на многих международных соревнованиях, имеет чёрный пояс по тхэквондо. Сам актёр признается, что мать отдала его на боевые искусства, чтобы найти выход бурной энергии ребёнка и направить её в более мирное русло.