Връзката на Моника Белучи и Венсан Касел е наблюдавана от целия свят. Те се запознават на снимачната площадка на филма "Апартаментът" през 1995 г. и остават заедно в продължение на 17 години, като стават щастливи родители на дъщерите Дева и Леони. Но бракът не можа да бъде спасен и през 2013 г. двойката обявява развод.

Моника признава, че макар тя да е била инициатор на раздялата, тя не е била лесна за нея: "Когато напускаме някого, това не означава, че вече не го обичаме. Означава, че това не може да продължава повече по този начин".

От 2017 г. до 2019 г. тя има връзка с френския скулптор Никола Лефевр. А през 2023 г. актрисата е забелязана в компанията на режисьора Тим Бъртън. По-късно тя потвърди аферата и се изказа ласкаво за своя избраник:

"Какво да кажа.На първо място, радвам се, че срещнах този човек. Това е една от онези срещи, които рядко се случват в живота.Познавам го, обичам го, а сега ще работя с него като режисьор, така че започва още едно приключение. Обичам Тим. И много го уважавам."