С конца 2017 года по 2022 год Ди Каприо находился в отношениях с Камилой Морроне, актрисой и моделью аргентинского происхождения, падчерицей Аль Пачино. В сентябре 2023 года Леонардо начал встречаться с моделью итальянского происхождения Витторией Черетти.