У Эдварда Нортона были близкие отношения с актрисами Сальмой Хайек, Дрю Берримор и Кортни Лав, с которой он гастролировал как сессионный гитарист в её группе Hole.

В 2005 году Нортон начал встречаться с Шоной Робертсон.

В 2011 году пара объявила о своей помолвке.

В марте 2013 года стало известно, что Эдвард и Шона ждут ребенка.

В апреле 2013 года появилась информация, что в конце марта у пары родился мальчик. Также стало известно, что Эдвард и Шона узаконили свои отношения, причем сделали они это еще в 2012 году.