Имя Йоханссон часто мелькает в светской хронике. Газеты с удовольствием обсуждали ее громкие романы с Джаредом Лето и Бенисио Дель Торо, однако сама актриса утверждала, что ей приписывают отношения с людьми, с половиной из которых она даже не знакома.

У Скарлетт был длительный роман с актером Джошем Хартнеттом, с которым она познакомилась на съемках «Черной орхидеи» в 2005 году, но через год они расстались.

В 2006 году звезда начала встречаться с актером и продюсером Райаном Рейнольдсом, и 5 мая 2008 они объявили о своей помолвке.

В сентябре 2008 года Скарлетт и Райан сочетались законным браком во время тайной церемонии в Канаде.

14 декабря 2010 года пара рассталась.

В 2011 году Скарлетт некоторое время встречалась с актером Шоном Пенном.

В ноябре 2012 года Скарлетт начала встречаться с французским журналистом Роменом Дуриаком. В сентябре 2013 года актриса ответила согласием на предложение Ромена выйти замуж.

3 марта 2014 года стало известно, что пара ожидает появления своего первенца.

5 сентября 2014 года Скарлетт Йоханссон впервые стала мамой, актриса и ее жених – француз Ромен Даурик назвали родившуюся девочку именем Роуз.

В декабре 2014 года появились слухи о том, что октябре 2014 года Скарлетт и Ромен тайно поженились.