Николь Кидман встретила будущего первого мужа Тома Круза на съёмках фильма «Дни грома» в 1990 году; между ними завязался роман, Круз развёлся с женой Мими Роджерс и пара поженилась в канун Рождества того же года. Они усыновили двух детей: дочь Изабеллу Джейн и сына Коннора Энтони.

Во время съёмок фильма «С широко закрытыми глазами» в отношениях звёзд произошёл кризис, и пара развелась в 2001 году. По слухам, Круз оставил Кидман на третьем месяце беременности; у актрисы случился выкидыш. Однако данная информация никогда не подтверждалась сторонами публично.

Долгое время Николь Кидман была вместе с музыкантом Ленни Кравицем. В январе 2005 года актриса встретила австралийского певца Кита Урбана; пара поженилась 25 июня 2006 года в Сиднее, Австралия.

7 июля 2008 года в Нэшвилле у пары родилась дочь (вес при рождении — 2,95 кг). Её назвали Сандэй Роуз Кидман-Урбан.

28 декабря 2010 года у пары родилась вторая дочь — Фэйт Маргарет Кидман-Урбан, девочка была выношена и рождена суррогатной матерью, но при этом она является биологической дочерью Кидман и Урбан.

В августе 2012 года появились слухи, что Николь Кидман беременна и планирует родить ребенка, невзирая на возраст, но они не подтвердились.

Актриса активно занимается общественной деятельностью: участвует в обществах по борьбе с раком груди и помощи беспризорным детям; в 2004 году она была названа ООН «гражданином мира», а также номинирована организацией ЮНИСЕФ на звание «посла доброй воли».