Amoureuse d'Yvan Attal depuis 1991, Charlotte Gainsbourg n'en a pour autant jamais oublié son indépendance et sa liberté. Un temps partie à New York après le décès soudain de sa soeur Kate Barry en 2013, l'actrice était alors à distance de son mari resté à Paris. Interviewé parFrédéric Beigbeder pour le magazine Lui, le réalisateur avait évoqué sans complexe les possibles infidélités de sa partenaire, sans lui en tenir rigueur pour autant.
"Elle fait ce qu'elle veut. [...] Je ne peux pas croire qu'en-dehors de moi, quand je ne suis pas là, elle est fidèle...". Éprouvant un amour inconditionnel pour la fille de Serge Gainsbourg, le réalisateur avait annoncé qu'il pardonnait volontiers ses possibles écarts ou aventures charnelles. Seule prérogative, il préfère tout ignorer ! "Je ne veux rien savoir ! Si elle rentre, c'est que je vaux le coup !" avait-il révélé. Parents de Ben (né en 1997), d'Alice (née en 2002)et de Joe (né en 2011), le couple est d'ailleurs aujourd'hui considéré comme l'un des plus solides du cinéma français.
Interrogé par Marie Claire, Yvan Attal avait d'ailleurs confié qu'il pensait en priorité au bonheur de ses enfants, fruits de son amour pour la jolie Charlotte. "Quand on est le père de trois enfants, on ne pense plus à soi en premier. Ils rentrent en compte dans tous les choix" confiait celui qui a décroché le Prix Michel Simon en 1989, le César du meilleur espoir masculin pour Un monde sans pitié en 1990 et le prix Jean Gabin en 1997.
Pour rappel, Yvan Attal et Charlotte Gainsbourg avaient eu le coup de foudre l'un pour l'autre sur le tournage du film Aux yeux du monde en 1991. Ils avaient ensuite enchaîné les projets cinématographiques dont les films Ma femme est une actrice (2001), Ils se marièrent et eurent beaucoup d'enfants (2004) ou encore Ils sont partout (2016).
Apparemment réfractaire au mariage, Charlotte Gainsbourg a toujours refusé de se faire passer la bague au doigt même après la demande de son compagnon en 2013, juste après qu'il a reçu les insignes de Chevalier de l'ordre national du Mérite. Interviewé par Thierry Ardisson dans l'émission Salut les terriens (C8) en 2018, le réalisateur avait expliqué pourquoi ils ne s'étaient finalement pas mariés : "Elle ne veut pas.(...) Elle ne veut rien ! Elle veut rester comme ça, elle ne veut rien changer", avait-il confié, un peu résigné.