2004年，蔡卓妍与郑中基在合作拍摄电影《追击8月15》时相识相恋。2006年1月31日，二人在美国洛杉矶秘密注册结婚。

2010年10月10日，蔡卓妍通过经纪公司微博宣布与师弟陈伟霆相恋已有三个月，随后陈伟霆也大方承认了二人的恋情；次日，二人在公开恋情后首次亮相机场 。但在2023年8月，二人还是宣布了分手，但并未公开分手的原因。

2025年，蔡卓妍开始与健身教练林俊贤交往，二人还在七夕节期间共同观看了林家谦举办的演唱会。2026年1月，蔡卓妍在出席活动时公开承认了二人的恋情；3月，她表示已经带男友见了家长，并称母亲很喜欢对方。

2026年1月8日，蔡卓妍被传与健身教练林俊贤恋情，据好友马天佑透露，蔡卓妍在恋爱中状态甜蜜，开心得像个小朋友，且林俊贤比蔡卓妍小10岁。

林俊贤曾是英皇艺人关智斌的私人教练，月收入超过十万港元。

随后@钟欣潼发文祝福：

恭喜你 我的女孩@蔡卓妍 ！！！今年是我们一起走过的第25年 一起经历过人生最懵懂的阶段 也一起见证了对方一步步变得更从容 更坚定  25年的时间早已让我们成了彼此生命里最依赖的人 是并肩前行的搭档也是密不可分的家人  很开心你等到了那个合拍又珍视你的人 看着你被爱意包裹 满心满眼都是温柔幸福 真的好欣慰！ 没有太多华丽的话 只希望我的阿Sa可以一直被偏爱 一直被用心呵护 可以永远做那个无忧无虑 自在快乐的小女孩  新婚快乐哦 要一直幸福下去！                        

永远都会在你身边的小娇娇 呈上