En couple avec Mélanie Doutey de 2002 à 2013, Gilles Lellouche a eu une fille avec l'actrice : Ava, est née le 5 septembre 2009. Séparés depuis 2013, le comédien avait évoqué auprès des journalistes de Gala un détail qu'il trouvait "insupportable" lorsqu'il était en couple avec la jolie brune.
"Quand je vois ma chérie en embrasser un autre à l'écran, ça me rend dingue ! C'est vraiment insupportable. La vie d'un acteur ou d'une actrice est toujours quelque chose de compliqué. C'est un peu les montagnes russes : une fois l'un est au pic, l'autre en bas, puis l'inverse, ou bien les deux sont au top et alors, ils ne se voient jamais... Il faut toujours régler des choses - c'est aussi pourquoi il est important d'être romantique", avait-il confié.
D'ailleurs, il révélait selon lui les clés du romantisme histoire de ne pas connaître la routine dans son couple ."Pour moi, cela ne s'arrête pas à s'offrir des Mon chéri ! Il est davantage dans la capacité à être fondamentalement un phare, un ancrage pour la personne avec qui vous êtes", a-t-il révélé.
Par amour, je ferais n'importe quoi
Capable des plus grandes et des plus belles déclarations d'amour, il se comparait même au jeune homme qu'il jouait dans l'énorme succès Les Petits Mouchoirs qui n'hésite pas à crier son amour à la fille qu'il aime en pleine rue. Il expliquait : "Je l'ai fait. Par amour, je ferais n'importe quoi. Je peux devenir très impudique, car l'amour implique une douleur qui déraisonne tout, qui vous fait oublier vos carcans de pudeur, d'éducation... J'adore être amoureux. C'est la meilleure drogue du monde."
Désormais séparé de Mélanie Doutey depuis 2013, Gilles Lellouche partage la vie d'Alizée Guinochet depuis 2015. Ensemble ils ont eu un garçon Jules, né le 13 novembre 2022. Ils forment une famille recomposée puisqu'Alizée Guinochet a également une fille, Dessa, née en 2011. Son père est d'ailleurs très connu, puisqu'il s'agit du magicien américain David Blaine. De son côté, Mélanie Doutey a été en couple avec le cuisinier Cyril Lignac d'avril à octobre 2017.