Ngày 10 tháng 5 năm 2012, Phạm Quỳnh Anh kết hôn với nhà sản xuất, đạo diễn và giám đốc của WePro Entertainment Quang Huy[20].

Tháng 11 năm 2012, Quỳnh Anh hạ sinh đứa con đầu lòng là bé gái và đặt tên là Tuệ Lâm, tên ở nhà là Bella[21]. Tháng 8 năm 2017, vợ chồng anh đón cô con gái thứ hai và đặt tên bé là An[22]. Trong nhiều bài phỏng vấn, Phạm Quỳnh Anh cho biết sau khi kết hôn và sinh con, cô chủ yếu dành cuộc sống cho gia đình[23].

Tháng 10 năm 2018, Phạm Quỳnh Anh thừa nhận cô và chồng đã đồng thuận ly hôn, cùng gửi đơn lên tòa án nhân dân quận 3, TP.HCM để giải quyết. Cả hai đã ly thân trước đó một năm.[24][25]