Hannigan đã kết hôn cùng bạn diễn Alexis Denisof trong bộ phim Buffy the Vampire Slayer tại một khu nghỉ dưỡng tại California ngày 11 tháng 10 năm 2003. Họ hiện có cho mình hai bé gái, Satyana Marie Denisof, sinh 24 tháng 3 năm 2009,[1] và Keeva Jane sinh 23 tháng 5 năm 2012.[16] Hannigan và chồng của cô cũng là cha mẹ đỡ đầu cho con trai của Joss Whedon, Arden.[17]

Ngày 13 tháng 2 năm 2013, Hannigan được cấp lệnh bảo vệ kiểm soát trước John Hobbs (ngụ tại New Hampshire), khi anh ta bắt đầu gửi nhiều thông điệp mang tính chất đe dọa và ám ảnh đến cô thông qua mạng toàn cầu, với nội dung mong muốn được gặp và có thể giết cô. Vào ngày 6 tháng 3 năm 2013, lệnh được mở rộng thêm 4 năm nữa.[18]