张嘉译有两个老婆，他的第一任妻子杜军也是一名演员。在第一次相识时，两人也有没完没了的话语，可以说是意见一致，然后走进他们的婚姻殿堂，经过一段时间的相处，却发现两人性格上有很大的不同，因此离了婚。

现任老婆是王海燕，2004年，张嘉译与妻子王海燕因合作电视剧《国家使命》相识并相恋，2007年结婚。2010年9月19日，女儿张译心出生。