Sus padres son estadounidenses de ascendencia siciliana, irlandesa y polaca.
Con 17 años comenzó a actuar en producciones teatrales muy prestigiosas como El violinista en el tejado, Pippin y Galileo, con Brian Dennehy, en el teatro Goodman de Chicago.
Galecki estuvo involucrado en una corta relación con Kaley Cuoco, su compañera en la serie The Big Bang Theory, con la que estuvo saliendo durante las dos primeras temporadas de emisión de la serie.
[3] Entre 2012 y 2014 fue pareja de Kelli Garner, conocida por haber participado en los videoclips de la banda Green Day, primero como coprotagonista en "Jesus of Suburbia" y luego como protagonista en "Whatsername".
[4] En mayo de 2019, confirmó que estaba esperando su primer hijo (un varón) con su actual novia, Alaina Meyer.