Chị gái lớn của Han Hye-jin là Han Moo-young kết hôn với nam diễn viên Kim Kang-woo năm 2010.[6][7][8] Chị gái thứ 2 là Han Ga-young (한가영) kết hôn với đầu bếp Jo Jae-bum (조재범) vào ngày 12 tháng 10 năm 2015.

Han Hye-jin từng hẹn hò với ca sĩ Naul (nhóm nhạc R&B Browneyed Soul) từ năm 2003 đến năm 2012.[9][10]

Han Hye-jin xác nhận mối quan hệ với cầu thủ bóng đá Ki Sung-yueng vào tháng 3 năm 2013,[11][12][13] công bố đính hôn 2 tháng sau đó.[14][15][16] Cả hai đều theo đạo Thiên chúa.[17]

Cặp đôi kết hôn vào ngày 1 tháng 7 năm 2013 tại khách sạn InterContinental Seoul.[18][19][20]

Han Hye-jin sinh con gái Ki Si-on vào ngày 13 tháng 9 năm 2015.[21][22]