В январе 2004 Ники Хилтон встречается с Йэном Сомерхолдером, но через полгода пара распалась.

В августе 2004 года Ники Хилтон вышла замуж за бизнесмена Тодда Мейстера. Торжественная церемония прошла в часовне Лас-Вегаса. Через три месяца брак был расторгнут.

С 2004 по 2006 год встречалась с актёром Кевином Коннолли.

Позже были отношения с моделями Марком Вандерлоо и Маркусом Шенкенбергом.

С 2006 года встречалась с Дэвидом Катценбергом, сыном основателя DreamWorks Джеффри Катценберга. В конце июля 2011 года они расстались из-за несовпадения графиков, что мешало им быть вместе.

В 2011 году Ники познакомилась с банкиром Джеймсом Ротшильдом на свадьбе модели Петры Экклстоун и Джеймса Станта в Италии. Летом 2014 года Джеймс сделал Ники предложение руки и сердца, на что девушка ответила согласием. 10 июля 2015 года Ники и Джеймс поженились. Торжественная церемония бракосочетания влюбленных состоялось в Кенсингтонском дворце.