Милла Йовович была замужем три раза.

В начале 1992 года Йовович на съемках фильма «Под кайфом и в смятении» познакомилась со своим первым мужем – актером Шоном Эндрюсом.

Парочка поженилась в октябре 1992 года в Лас-Вегасе, но спустя два месяца брак был расторгнут по настоянию матери Миллы (по американским законам, если новобрачным не исполнилось 18, окончательное решение принимают родители).

14 декабря 1997 года Милла Йовович вышла замуж второй раз за Люка Бессона. В 1999 году, спустя два года, пара развелась.

3 ноября 2007 года Йовович родила дочь Эвер Габо (отец девочки — режиссер Пол Андерсон).

22 августа 2009 года Милла Йовович официально вышла замуж за Пола Андерсона. Церемония бракосочетания состоялась в их доме в Беверли Хиллз.

19 августа 2014 года в одной из социальных сетей Милла сообщила своим поклонникам, что она с мужем ждет второго ребенка.

1 апреля 2015 года Милла родила вторую дочь, которую они с супругом назвали Дэшил Эдан.