2010年,陈思诚佟丽娅合作拍摄电视剧《北京爱情故事》因此结缘;2012年,陈思诚佟丽娅在《快乐大本营》公开恋情;2014年1月15日,佟丽娅在微博曝光两人的婚纱照,16日在大溪地举行婚礼;2016年1月30日,陈思诚佟丽娅发布官宣生子,儿子乳名“朵朵”。
2017年1月,陈思诚婚后二次被爆绯闻,与两女过夜,佟丽娅在朋友圈晒儿子,并写道“重新开始!丫丫加油!”;2017年3月,佟丽娅出席活动未戴婚戒,网友曝两人正在离婚,孩子归佟丽娅,对此,陈思诚回应称“无中生有”;2021年5月20日,陈思诚、佟丽娅发文宣布离婚,结束长达七年的婚姻。