Ji Sung từng hẹn hò với nữ diễn viên Park Sol-mi từ năm 2003-2006.[27][28][29]

Ji Sung gặp Lee Bo-young khi đang quay bộ phim Điệu nhảy cuối cùng. Anh đã theo đuổi Lee Bo-young thành công sau nhiều lần bị cô từ chối. Họ công khai hẹn hò vào năm 2007.[30][31][32][33]

Vào một ngày nắng đẹp tại Tây Ban Nha, Ji Sung đã ngỏ lời cầu hôn Lee Bo-young bằng một lá thư tình và hát ca khúc "Your Song" của Elton John mà cô ấy thích nhất. Ngày 2 tháng 8 năm 2013, Ji Sung và Lee Bo-young đính hôn.[34][35][36][37][38]. Hai người kết hôn tại Aston House, W Seoul Walkerhill Hotel vào ngày 27 tháng 9 năm 2013.[39][40][41]

Ngày 13 tháng 6 năm 2015, Ji Sung và Lee Bo Young chào đón con gái đầu lòng, bé Kwak Ji Yoo.

Ngày 5 tháng 2 năm 2019, cả hai đón chào con thứ hai, cậu bé được đặt tên là Kwak Woo Seong. Tổ ấm của Lee Bo-young và Ji Sung là gia đình được yêu mến hàng đầu tại Hàn Quốc.