陈凯歌共有三任妻子：第一任是孙加林，北影厂同事，1977年结婚，后因异地留学感情淡化而离婚；第二任是洪晃，1989年在美国结婚，1991年离婚，婚姻仅维持约两年；第三任是陈红，1996年在美国注册结婚，至今仍为夫妻，育有一子一女。孙加林与陈凯歌早年相恋成婚，彼时两人都在北影厂工作，婚后一同备考大学，陈凯歌入读北电导演系，孙加林赴加拿大留学，聚少离多终致分手。洪晃出身名门，外祖父章士钊、母亲章含之、继父乔冠华均为近代知名人物，她本人是出版人、媒体人，1984年因欣赏《黄土地》结识陈凯歌，后赴美团聚并结婚，但因性格差异与陈凯歌绯闻不断，于1991年和平离婚。陈红比陈凯歌小16岁，原为演员，1994年与陈凯歌相恋，1996年结婚，两人合作《荆轲刺秦王》等影片，家庭稳定，被视为陈凯歌最长久也最踏实的一段婚姻。网络流传的“倪萍”虽与陈凯歌同居多年（约1991–1996），但未领证，不属于法律意义上的妻子。
