В июня 2009 года Майли начала встречаться с актёром и коллегой по съёмкам в фильме «Последняя песня» Лиамом Хемсвортом, а 31 мая 2012 года, после почти 3-х лет отношений, пара помолвилась.

В мае 2013 года пара объявила о разрыве помолвки.

Осенью 2014 года стало известно, что Майли встречается с сыном Арнольда Шварценеггера Патриком.