В 1995-1996 годах Джош Хартнетт встречался с американской актрисой Келли Карлсон.

В 2001-2004 годах актер встречался с Эллен Фенстер.

С 2005 по 2007 год Джош встречался с актрисой Скарлетт Йоханссон.

С лета 2012 года актер встречается с британской актрисой и моделью Тэмсин Эгертон.

2 июля 2015 года пара объявила о том, что ждет ребенка.

В свободное время Джош любит рисовать, играть на гитаре, читать (кстати, своей любимой книгой он называет роман Ф. Достоевского «Идиот»), слушать джаз и блюз и, конечно, общаться со своими близкими.