Trần Tú Lệ có gia đình gốc Hoa ở Trung Quốc (vì cô sinh ra ở Phúc Kiến, Trung Quốc) nhưng lại lớn lên ở Joho Baru (Malaysia) nên cô có quốc tịch Malaysia. Sau đó cô và gia đình dọn đến Singapore sinh sống, và cô bắt đầu sự nghiệp đóng phim tại hãng MediaCorp (Tân Truyền Môi Tư Nhân Hữu Hạn Công Ty) Singapore.

Trần Tú Lệ quen biết diễn viên Singapore đồng nghiệp Châu Sùng Khanh qua việc uống dùm Châu Sùng Khanh ly rượu mạnh được mời bởi đạo diễn phim vào cuối năm 2001. Ở chương trình Kinh Hỷ Nhất Chỉnh Thiên II, Trần Tú Lệ bị đồn rằng đã hẹn hò với Châu Sùng Khanh.

Dần dần nổi tiếng vượt Singapore, Trần Tú Lệ thường sang Trung Quốc đóng phim từ phim Ỷ Thiên Đồ Long ký năm 2002 - 2003. Hầu như các bộ phim cô đóng ở Trung Quốc đều nhờ sự giới thiệu của Tô Hữu Bằng (đóng chung với Trần Tú Lệ trong các phim Ỷ Thiên Đồ Long ký 2002 - 2003, Điêu man công chúa 2006). Tuy vậy, có lẽ vì quốc tịch Malaysia của Trần Tú Lệ nên vai diễn của cô trong các bộ phim ở Trung Quốc đa số là vai phụ (bởi người Trung Quốc chủ yếu cho diễn viên quốc tịch Trung Quốc đóng vai chính trong các phim của họ), trừ phim Tần Vương Lý Thế Dân 2005 là cô được vào vai nữ chính thứ 2 sau Cao Viên Viên (vai Dương Nhược Tích công chúa/Thái tử phi). Dù vậy, Trần Tú Lệ vẫn không hề tỏ ra buồn bã vì cô từng tiết lộ với báo chí Singapore rằng vai phụ ở Trung Quốc có tiền cát-xê cao hơn nhiều so với vai chính ở Singapore, cộng với việc Trung Quốc có nhiều kỹ xảo điện ảnh hiện đại hơn Singapore (ví dụ như cô đóng phim ở Singapore thì cô phải đóng cả sáng, trưa, chiều, tối, khuya. Còn đóng phim ở Trung Quốc thì cô chỉ đóng buổi sáng, sau đó vi tính sẽ làm cho bầu trời thành ban đêm, buổi trưa tuỳ thích). Cô rất thích diễn ở Trung Quốc vì cô quen biết thêm nhiều dàn diễn viên ưu tú của Trung Quốc, kết giao nhiều bạn bè hơn.

Khi đóng phim Thích Tử Thặng Long vào năm 2004 với vai Vương Minh Châu, Trần Tú Lệ được ghép đôi với diễn viên Singapore đồng nghiệp là Thôi Bằng (vai Diêu Liệt/Tiểu Bạch Long). Phim giả tình thật, Trần Tú Lệ bắt đầu hẹn hò với Thôi Bằng sau bộ phim vào năm 2004. Thời điểm đó, Thôi Bằng vẫn luôn gọi Trần Tú Lệ là Minh Châu tỷ (tên nhân vật trong Thích Tử Thặng Long) vì Thôi Bằng nhỏ hơn cô 5 tuổi. Đến hơn giữa năm 2005 thì hai người chia tay nhau. Trần Tú Lệ sau đó quen biết một doanh nhân nhà máy giày người Đài Loan là Jack Liu (Lưu Kiệt) trong năm 2005 sau khi cô được Lưu Kiệt chia sẻ về thể lệ cuộc đua F1.

Trần Tú Lệ kết hôn với Lưu Kiệt vào ngày 18/6/2006 tại Đài Loan (quê hương của Lưu Kiệt). Khi đó, cô mặc một chiếc váy cưới trắng dài 9 mét và trang sức kim cương 36 carat, cô thật xinh đẹp và duyên dáng khi kết hôn. Lễ cưới của cô diễn ra tại Đài Bắc. Cùng ngày, căn phòng tổng thống rộng 1800 mét vuông là nơi ở tạm thời của vợ chồng cô. Nửa còn lại, Lưu Kiệt, đưa người mai mối và 6 chị em gái của Trần Tú Lệ đến đón cô tận cửa. Trần Tú Lệ có 6 chị em gái bao gồm các diễn viên Singapore đồng nghiệp là Hà Vịnh Phương, Phan Thục Khâm, Tăng Thi Mai và các em gái của cả Lưu Kiệt và Trần Tú Lệ đều vui vẻ chứng kiến ​​quá trình này. Không chọn Malaysia (nơi Trần Tú Lệ có quốc tịch) hay Singapore (nơi Trần Tú Lệ khởi nghiệp làm diễn viên) hay Trung Quốc (nơi Trần Tú Lệ thăng hoa trong sự nghiệp) hay Đài Loan (quê hương của Lưu Kiệt) làm nơi sinh sống, mà cả hai đã chọn Hồng Kông làm nơi định cư sinh sống vì Trần Tú Lệ mong muốn các con của cô sau này sẽ trưởng thành từ một nơi có nền giáo dục cho trẻ em tốt nhất (Trần Tú Lệ cho rằng Hồng Kông giáo dục trẻ em tốt hơn Malaysia, Singapore, Trung Quốc hay Đài Loan). Cô sinh hai cô con gái sinh đôi là Novia Liu và Viola Liu (đều sinh ngày 13 tháng 9 năm 2008) bằng phương páp sinh mổ ở bệnh viện tại Hồng Kông. Họ cho hai người con gái đi học ở Hồng Kông.

Thời gian ở Hồng Kông, Trần Tú Lệ từng mở các lớp dạy võ, tham gia các hoạt động thiện nguyện xã hội như nhặt rác ở bờ biển, dưới đáy biển Hồng Kông, chạy bộ vì môi trường, quay các video kêu gọi mọi người ngừng hút thuốc lá, quảng cáo các sản phẩm làm đẹp. Cô cũng từng làm giảng viên một trường học chuyên đào tạo cho các phụ huynh về việc nuôi dạy con cái ở Hồng Kông.

Hai con gái của cô học đàn piano vào năm 2016. Sau đó hai con gái cô đã khuyến khích cả cô học đàn piano cùng họ. Cô lấy được chứng chỉ piano grade 5 (được cấp từ nước Anh) vào năm 2019. Tháng 10 năm 2018 con gái của cô được chọn vào đội tuyển điền kinh của trường, bản thân cô cũng đại diện phụ huynh cho trường tham gia điền kinh với các trường khác. Cô từ đó bắt đầu rèn luyện việc chạy điền kinh cho đến tận ngày nay.

Tháng 1 năm 2020, nhân dịp Tết Nguyên đán Trung Quốc, cô và chồng cô đưa hai con gái từ Hồng Kông sang Malaysia (quê hương của Trần Tú Lệ) chơi Tết. Tuy nhiên vì đại dịch Covid-19 (còn gọi là SARS-CoV 2) bùng phát nên gia đình cô bị kẹt ở Malaysia vì lệnh phong toả MCO từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2020. Thời điểm đó, mỗi ngày cô đều quay các video tập thể dục tại nhà cùng các con của cô đưa lên mạng xã hội nhằm kêu gọi mọi người giữ gìn sức khoẻ chống chọi virus SARS-CoV 2. Khi lệnh phỏng toả MCO của Malaysia nới lỏng, vì vấn đề chuyến bay, chồng cô đưa cô và hai con gái rời Malaysia bay đến Đài Loan (quê hương của chồng cô) trước khi trở về Hồng Kông (mục đích là chuẩn bị cho hai con gái cô về Hồng Kông đi học vào tháng 6 năm 2020). Sau nhiều khúc ngoặt, cuối cùng cô và gia đình cũng trở về nhà ở Hồng Kông từ Đài Loan vào đầu tháng 6 năm 2020. Ngày 24 tháng 10 năm 2020 Trần Tú Lệ được giấy chứng nhận trở thành huấn luyện viên bộ môn Zumba ở Hồng Kông [45].