Lee Byung-hun hẹn hò với bạn diễn trong phim truyền hình All In là nữ diễn viên Song Hye-kyo; cả hai chia tay năm 2004.[3][4]

Anh kết hôn với nữ diễn viên Lee Min-jung vào ngày 10 tháng 8 năm 2013 tại khách sạn Grand Hyatt Seoul.[5] Cặp đôi từng hẹn hò năm 2006, sau đó nối lại mối quan hệ năm 2012.[6] Vợ anh sinh con trai đầu là Lee Joon-hoo vào ngày 31 tháng 3 năm 2015.[7]

Rắc rối pháp lý

Tháng 9 năm 2014, Lee Byung-hun vướng vào cuộc chiến pháp lý với hai cô gái, nữ ca sĩ Dahee của nhóm nữ K-pop GLAM và người mẫu Lee Ji-yeon, cả hai bị cáo buộc tống tiền để đổi lại việc không tiết lộ đoạn clip Lee Byung-hun có quan hệ tình cảm ngoài luồng, đưa hai cô gái về nhà riêng và đùa giỡn tục tĩu. Hai cô gái sau đó bị kết án 1 năm 2 tháng án treo.[8]