С 26 декабря 2010 года Эльза замужем за актером Крисом Хемсвортом. 11 мая 2012 года у пары родилась дочь Индия Роуз.

В ноябре 2013 года стало известно, что пара ждет второго ребенка.

В начале января 2014 года пара объявила, что ждет близнецов.

20 марта 2014 года Эльза Патаки родила двойню в одной из клиник Лос-Анджелеса. Мальчиков назвали Тристан и Саша.