Jack Antonoff
Scarlett ging van 2001 tot 2002 met Jack Antonoff uit toen ze op de Professional Children’s School in New York City zaten. Jack, die nu een succesvol muzikant is en Lena Dunham’s ex-vriend, nam Scarlett ook mee naar het schoolbal in 2002. De twee zouden kort na het afstuderen uit elkaar zijn gegaan toen Scarlett zich meer in de Hollywood-scene begon te begeven.
Jared Leto
De actrice heeft in 2004 kort gedatet met Jared Leto. Hoewel de twee nooit serieus leken, vertelde Scarlett hoe ze viel voor een totaal onbeschikbare man in die tijd. Ze noemde geen namen, maar de beruchte foto van haar zoenend met Jared terwijl hij meer geïnteresseerd leek in zijn telefoon lijkt haar citaten te ondersteunen. 
Josh Hartnett
Na haar fling met Jared, ging Scarlett over in een serieuze relatie met Josh Hartnett. De twee daten van 2005 tot 2007, maar stopten ermee vanwege hun drukke agenda’s. “Aan het einde van de dag zijn we gewoon gewone mensen, en het werkte niet,” vertelde Josh de Mirror UK kort na de split, eraan toevoegend dat het “echt pijnlijk” was. 
Ryan Reynolds
De actrice begon in 2007 met Ryan Reynolds te daten. De twee verloofden zich in mei 2008 en legden elkaar in september het jawoord in een low-key ceremonie in de buurt van Tofino, British Columbia. Gedurende hun romance, zorgde het koppel ervoor dat ze zelden samen werden gefotografeerd. “We hebben ons verhaal altijd privé gehouden – hoe we elkaar hebben ontmoet, onze bruiloft, alles” vertelde Scarlett aan Vogue. “Het ging om ons.” Uiteindelijk gingen ze in december 2010 uit elkaar, en ze vertelde het tijdschrift verder hoe kapot ze was toen het uit was: “Het was verschrikkelijk. Natuurlijk is het verschrikkelijk. Het was verwoestend. Het gooit je echt door elkaar. Je denkt dat je leven op een bepaalde manier zal verlopen, en dan, om verschillende redenen of wat dan ook, werkt het niet.”
Watch This!
Pop Quiz
Sean Penn
Kort nadat ze de scheiding van Ryan had aangevraagd, ging Scarlett kortstondig uit met Sean Penn. De twee werden voor het eerst gekoppeld in februari 2011, en de fling duurde tot die juni. Terwijl de ster later open was over hun tijd samen en zei: “Ik heb er nooit een titel op gezet, echt, maar we zagen elkaar,” andere bronnen beweren dat Sean het beëindigde omdat hij niet gebonden wilde zijn.
Romain Dauriac
In november 2012 begon Scarlett te daten met de Franse journalist Romain Dauriac. “We ontmoetten elkaar via vrienden in Parijs,” vertelde ze in 2015 aan Parade. “Het was heel romantisch. En we werden vrienden. Als ik terug zou komen naar Parijs zou ik hem zien. We begonnen te daten. Hij vertelt me dat hij in één nacht Engels heeft geleerd! Ik sprak nauwelijks Engels toen we elkaar ontmoetten’, zei hij. Ik herinner me dat helemaal niet. Ik had het gevoel dat we dezelfde taal spraken. Misschien was het de taal van de liefde.” Ze verloofden zich in 2013, verwelkomden dochter Rose in 2014, en trouwden in oktober van dat jaar. Dingen hielden echter geen stand, en het werd in januari 2017 aangekondigd dat het paar over de zomer was gescheiden. Ze rondden hun scheiding die september af.
Colin Jost
Scarlett ontmoette de Saturday Night Live-komiek voor het eerst terug in 2006, toen ze de show presenteerde. Op dat moment was ze nog steeds aan het daten met haar Black Dahlia costar Josh Harnett. Na meer dan een decennium, de twee vonkte relatie geruchten toen ze werden gespot zoenend op een SNL afterparty in mei 2017. In mei 2019 bevestigde de publicist van de actrice, Marcel Pariseau, dat het stel verloofd is. 