В конце января 2015 года в интервью для американского еженедельного журнала «People» Джоэл Грей совершил каминг-аут, публично сообщив о своей гомосексуальной ориентации.
Джоэл окончил общественную среднюю школу Alexander Hamilton High School в Лос-Анджелесе (Калифорния).
У Джоэла и его бывшей жены — актрисы Джо Уайлдер (Jo Wilder) есть двое детей: дочь — актриса Дженнифер Грей (Jennifer Grey) и сын — шеф-повар Джеймс Кац (James Katz).
Джоэл родился в еврейской семье Голди (Goldie) и Мики Кац (Mickey Katz), отец — американский актер, комик и музыкант, есть родной младший брат Рональд Кац (Ronald Katz).
Настоящее имя — Джоэл Дэвид Кац (Joel David Katz).