Карла Бруни встречалась с такими мужчинами как Ерик Клептон, Мик Джаггер, Дональд Трамп, Кевин Костнер, Венсан Перес и бывший премьер-министр Франции Лоран Фабьюс.

В 2001 году Карла родила сына от профессора философии и ведущего ряда радиопередач Рафаэля Энтовена.

В 2007 году Карла познакомилась с Николя Саркози, а в 2008 году они расписались.

19 октября 2011 года у Карлы Бруни и Николя Саркози родилась дочь Джулия.