上白石萌音の恋愛事情に関しては、過去に複数の実力派俳優との関係が取り沙汰されてきました。しかし、私生活での決定的なツーショットや熱愛報道は一度も報じられていません。
最も話題を呼んだ佐藤健との関係について、関係者の証言や現場の取材を総合すると、役者としてのリスペクト関係にとどまります。バラエティ番組等で見せた仲睦まじい様子はお互いのプロフェッショナリズムに基づく信頼感の表れであり、プライベートでの交際を裏付ける証拠はありませんでした。
また、これまでのインタビューやエッセイの中で語られた好きなタイプとして、彼女は以下の要素を一貫して挙げています。
- 自分にない知識や包容力を持っている人
- 穏やかでユーモアを大切にする人
- 家族や周囲への気配りが自然にできる人
結婚願望については「子供が好きなのでいつかは家庭を持ちたいという憧れはある」としつつも、目の前にある作品への責任感を第一に置く姿勢を明確に示しています。