長年にわたりトップスターとして第一線を走り続けるイ・ドンウクは、これまで数々の名女優と浮名を流してきました。しかし、彼が公式に交際を認めた相手は芸能生活の中でわずか1人にとどまります。報道された歴代の熱愛疑惑と公式発表のファクトチェックを以下の比較表にまとめました。
ペ・スジとの熱愛が2018年3月に報じられた際、双方は「お互いを知っていく段階」と素早く交際を認めました。ペ・スジが過去のトーク番組で「理想のタイプはイ・ドンウク」と公言していたこともあり、世紀のビッグカップル誕生として世界的な関心を集めました。しかし、互いにドラマ撮影などの過密スケジュールを抱えていたことから、交際公表からわずか4か月後の同年7月に破局が発表されています。
一方、ファンから最も結婚を熱望されたユ・インナとは、『トッケビ〜君がくれた愛しい日々〜』での死神&サニー役、その後の『真心が届く』での再共演を通じて、プライベートでも親密な様子が目撃されていました。しかしメイキング映像や記者会見での受け答えを見ても、恋愛感情というよりは過酷な撮影現場を共に乗り越えた「戦友」のような深い信頼関係であることが判明しています。