Fonda kết hôn với vị hôn phu đầu tiên, đạo diễn người Pháp Roger Vadim, vào ngày 14 tháng 8 năm 1965, tại khách sạn Dunes Hotel, Las Vegas. Cả hai có một người con gái tên Vanessa, sinh ngày 28 tháng 9 năm 1968 tại Paris, Pháp và tên của cô gái được đặt theo diễn viên - nhà hoạt động Vanessa Redgrave.

Vào ngày 19 tháng 1 năm 1973, chỉ ba ngày sau khi ly hôn Roger Vadim ở Santo Domingo, Fonda kết hôn với hôn phu thứ 2 là Tom Hayden tại một bữa tiệc tư gia ở Laurel Canyon. Con trai của họ,  Troy O'Donovan Garity, sinh ngày 7 tháng 7 năm 1973 tại Los Angeles. Fonda và Hayden muốn tên của cậu con trai mang một cái tên " vừa Việt Nam vừa Mỹ" nên đặt là "Troy" tiếng Việt là "Trỗi". Hayden chọn tên đệm là "O'Donovan" giống với tên cuộc cách mạng Jeremiah O'Donovan Rossa.

Năm 1982, Fonda và Hayden nhận nuôi một đứa trẻ gốc phi và đặt tên là Mary Luana Williams (được gọi là Lulu). Fonda và Hayden đã ly hôn vào ngày 10 tháng 6 năm 1990 tại Santa Monica.

Fonda kết hôn với ông trùm ngành truyền thông Ted Turner, người sáng lập ra CNN vào ngày 21 tháng 12 năm 1991, tại một trang trại gần Capps, Florida. Cặp đôi ly dị vào ngày 22 tháng 5 năm 2001 tại Atlanta, Georgia.

Từ năm 2009, Fonda có mối quan hệ thân thiết với nhà sản xuất Richard Perry.

Fonda lúc nhỏ là người vô thần, nhưng chuyển sang đạo Thiên Chúa giáo vào đầu những năm 2000. Được chẩn đoán mắc bệnh ung thư vú, Fonda đã trải qua phẫu thuật cắt bỏ khối u trong tháng 11 năm 2010, và đã hồi phục.