В начале 1970-х годов Беренсон встречалась с бароном Рене Давидом де Ротшильдом — младшим сыном и будущим наследником барона Ги де Ротшильда, главы банкирской династии Ротшильдов. Тем не менее, первым мужем Марисы стал заклёпочный фабрикант Джеймс Рэндалл. Супружеский союз, заключённый в 1976 году в Беверли-Хиллз, оказался непрочным и был расторгнут полтора года спустя. От этого брака в 1977 году у Марисы родилась дочь — Старлайт Мелоди Рэндалл.

В 1982 году Беренсон вышла замуж во второй раз — за адвоката Аарона Ричарда Голуба. Новый брак также не был счастливым; супруги развелись в 1987 году. В постановлении судьи по делу о бракоразводном процессе, среди прочего, утверждалось, что «постоянно возраставшая стоимость актёрской и модельной карьеры миз Беренсон является совместным имуществом супругов» — и как таковая подлежит учёту во всех будущих договорах о разделе имущества.

11 сентября 2001 года младшая и единственная сестра Марисы Беринтия «Берри» Перкинс (вдова актёра Энтони Перкинса), летевшая рейсом 11 American Airlines, погибла во время первой террористической атаки на Всемирный торговый центр в Нью-Йорке. По странному совпадению, в это же время Мариса сама летела из Парижа в Нью-Йорк. В интервью телерадиосети CBS она рассказала о том, что почувствовала, когда несколько часов спустя её самолёт вынужденно приземлился на Ньюфаундленде, после чего ей позвонила дочь и сообщила о гибели сестры.