9 ноября 2007 года Эллен Помпео вышла замуж за музыкального продюсера Кристофера Айвери. Церемония состоялась в одном из центральных загсов Нью-Йорка, свидетелем на их свадьбе выступил сам мэр города Нью-Йорк Майкл Блумберг. Эллен и Крис познакомились в 2003 году в супермаркете, тогда друг другу их представили общие друзья. Полгода спустя они начали встречаться, а в ноябре 2006 года пара обручилась.

19 апреля 2009 года Помпео и Айвери официально объявили о беременности актрисы. 15 сентября 2009 года Эллен родила дочь. Малышку назвали Стелла Луна.

В августе 2014 года с помощью суррогатной матери у пары родилась вторая дочь Сиенна Мэй.