Личная жизнь Д. всегда являлась вызовом общественному мнению. Д. придерживалась радикально феминистских взглядов, разделяла теорию свободной любви. Имела двоих внебрачных детей. 24 сентября 1906 родила дочь Дрейдре, отцом которой был театральный художник Гордон Крейг (Edward Gordon Craig, 1872—1966). Сын Патрик родился 1 мая 1910. Его отцом был Парис Зингер (Paris Singer), наследник фабриканта швейных машинок Исаака Башевиса Зингера, брат В. Зингер. Оба ребенка погибли 19 апреля 1913 в результате несчастного случая. Прямо на глазах Д. автомобиль с детьми из-за недосмотра шофера скатился с холма и утонул в Сене.
Д. залечивала душевную рану на острове Корфу. По собственным воспоминаниям, она просила незнакомого итальянца зачать с ней нового ребенка. Вскоре после этого она действительно забеременела и родила мальчика, который, однако, почти сразу умер.
Еще с молодых лет за Д. закрепилась репутация бисексуалки. Она часто бывала в салоне Н. Барни, с 1907 находилась в близких отношениях с Э. Дузе. После гибели своих детей в 1913 провела вместе с ней несколько недель на морском курорте в Виареджио.
В 1916 у Д. начался продолжительный и страстный роман с М. де Акоста. Биограф Х. Виккерс (Hugo Vickers. «Loving Garbo», 1994) приводит стихотворные признания Д.:
В 1922 Д. побывала в советской России, симпатии к которой никогда не скрывала. Увлеклась поэтом Сергеем Есениным (1895—1925), который был значительно моложе нее. 2 мая 1922 они официально зарегистрировали свой брак и отправились в совместное турне по Европе и США. Поездка сопровождалась шумными скандалами. Есенин много пил,
Из-за финансовых затруднений и душевных неурядиц Д. начала злоупотреблять алкоголем. Трагически погибла в автокатастрофе в Ницце. 14 сентября 1927 совершала прогулку в открытом автомобиле «Бугатти», принадлежавшем ее другу Ивану Фалькетто (Ivan Falchetto). Во время движения длинный шарф Д. запутался концом в спицах колеса и мгновенно сломал ей шейные позвонки. Тело Д. было кремировано, а прах захоронен на кладбище Пер Лашез в Париже.
