Во время съемок «Бухты Доусона» Кейт Холмс встречалась с актером Джошуа Джексоном. С 2000 года актриса была в близких отношениях с Крисом Клейном. Они даже обручились в 2003 году, но в 2005-м пара распалась. Весной 2005 года Кейт впервые появилась в свете с известной голливудской звездой Томом Крузом.

Том Круз очень восторженно и эмоционально объявил о своей любви к Кейт, появившись в шоу Опры Уинфри. Он прыгал на диване, падал на колено, а потом вытащил из-за кулис совершенно смущенную Кейт. В июне 2005 года на вершине Эйфелевой башни в Париже Том Круз сделал Кейт предложение, и она ответила согласием.

Спустя год, весной 2006 года, у пары родилась очаровательная малышка, которую назвали Сури. Говорят, имя дочери выбирал Том Круз. В выпущенном релизе после рождения дочери было сказано, что на иврите «Сури» - значит «принцесса», а на персидском – «красная роза». Но некоторые лингвисты высказались о том, что они не видели, чтобы слово «принцесса» было написано таким образом.

Другие знатоки языков считают, что на идише «Сури» - популярное еврейское имя Сара. Спустя полгода после рождения ребенка состоялась свадьба Тома Круза и Кейт Холмс, торжество прошло в Италии в 2006 году 18 ноября.

29 июня 2012 года было объявлено, что Кэти Холмс подала на развод. 9 июля 2012 года между бывшими супругами было подписано соглашение о разводе, согласно которому Кэти получила полную единоправную опеку над Сури, и девочка теперь будет жить с мамой в Нью-Йорке. Отец ребенка Том Круз все же будет иметь право видеть дочку, когда ему захочется.