Ngày 11 tháng 3 năm 2016, Goo Hye Sun xác nhận hẹn hò với nam diễn viên Ahn Jae-hyun, bạn diễn trong phim truyền hình Blood kể từ tháng 4 năm 2015. Cặp đôi chính thức đăng ký kết hôn tại văn phòng quận Gangnam vào ngày 20 tháng 5 năm 2016 và kết hôn vào ngày 21 tháng 5 năm 2016. Hai người tuyên bố rằng thay vì tổ chức tiệc cưới, họ sẽ quyên góp tiền cho khoa nhi của Bệnh viện Severance. Họ cũng xác nhận sẽ xuất hiện trong chương trình thực tế sắp tới Nhật ký mới được sản xuất bởi Na Young-seok, giới thiệu cuộc sống hôn nhân của mình.

Vào ngày 18 tháng 8 năm 2019, Goo Hye-sun đã đăng một hình ảnh chụp lại đoạn tin nhắn văn bản giữa cô và chồng Ahn Jae-hyun thảo luận về việc ly hôn trên tài khoản Instagram của cô. Một hình ảnh khác được đăng với chú thích giải thích cô ấy muốn giữ gìn hôn nhân của mình, trong khi Ahn Jae-hyun thì không.[27]

Vào ngày 1 tháng 9 năm 2019, Goo Hye-sun tiết lộ trong bài đăng trên Instagram rằng cô sẽ rút lui khỏi ngành công nghiệp giải trí. Sau đó, cô trở lại ngành công nghiệp giải trí vào ngày 27 tháng 9 năm 2019, đúng 26 ngày sau phát ngôn rút khỏi ngành giải trí của cô.