深瀬の恋愛史において、世間に最も強いインパクトを与えたのがきゃりーぱみゅぱみゅとの交際でした。熱愛が最初に報じられたのは2013年6月のこと。週刊誌による花火大会デートのキャッチを皮切りに、二人の関係は公の知るところとなりました。
当時の芸能界において、ブレイク真っ只中のトップアイドルやポップスターが交際を認めるケースは極めて異例でした。しかし深瀬は、Twitter（現X）上でファンから「きゃりーちゃんを守ってあげてください」とリプライを投げかけられた際、「まかせろ！」と即答。さらに交際期間を尋ねられた際には「もう2年くらい付き合ってる」とサラリと認めるなど、飾らない真っ向勝負の姿勢でファンや世間を驚かせました。
ペアルックで海外旅行に出かける姿や、お揃いの指輪を着用した写真がたびたび話題となり、若者カルチャーを牽引する理想のビッグカップルとして祝福されていましたが、2015年夏、突如として終焉を迎えます。
その引き金として語り草になっているのが、2015年8月に深瀬が突如投稿した「色彩と数字の暗号ツイート」でした。白や赤、紫などのベースカラーの上に「12 115 52 21」といった数字が並んだ画像が投稿され、ネット上のユーザーが即座に解読作業を開始。文字の並び順と色の組み合わせを変換すると、「question」という単語が浮かび上がる仕様になっており、ファンの間では「二人からの別れのメッセージではないか」と騒然となりました。
関係者の証言や報道各社の取材データを総合すると、破局の背景には双方の世界的な多忙によるすれ違いが存在していました。世界ツアーや楽曲制作で極限状態にあった深瀬と、国内外でのポップアイコンとしてのプレッシャーを背負っていたきゃりー。互いのクリエイティビティを尊重し合うあまり、一人の人間としてじっくりと向き合う時間の確保が困難になっていった結末とされています。なお、きゃりーぱみゅぱみゅはその後、2023年に俳優の葉山奨之と結婚し、新たなステージを歩んでいます。
