Walter Giller und Nadja Tiller, mit der er seit dem 5. Februar 1956 verheiratet war, galten in den 1950er und 1960er Jahren als „Traumpaar“ und standen bis zuletzt oft gemeinsam vor der Kamera. Sie erhielten am 30. November 2006 gemeinsam einen Bambi für ihr Lebenswerk. Aus der Ehe gingen eine Tochter (* 1959) und ein Sohn (* 1964) hervor. Seit Mitte März 2008 lebte Giller gemeinsam mit seiner Frau im Seniorenstift Augustinum in Hamburg.

Walter Giller starb am 15. Dezember 2011 im Alter von 84 Jahren in einer Hamburger Klinik an den Folgen einer Krebserkrankung.