La vita sentimentale di Carmen di Pietro è da sempre molto chiacchierata. Dopo 5 anni di relazione, il 17 giugno 1998 sposa Sandro Paternostro, storico corrispondente Rai da Londra e volto storico del giornalismo italiano. Le nozze producono una grande risonanza mediatica, dovuta alla grande differenza di età: lui ha infatti 76 anni, mentre lei 33. Tra gli oppositori al matrimonio ci sono anche i due figli del giornalista, Roberto e Alessandra (nati dalla prima moglie Karin). Paternostro muore il 23 luglio 2000 ma Carmen decide di non risposarsi per non perdere la ricca pensione di reversibilità del marito scomparso.

Dopo la morte di Paternostro infatti, Carmen Di Pietro ebbe una lunga relazione con Giuseppe Iannoni. Tuttavia, non ha mai voluto risposarsi legalmente con lui per non perdere la pensione di reversibilità del primo marito. Carmen Di Pietro all’età di 36 anni, diventa mamma di Alessandro e, a 43, di Carmelina. Entrambi i figli sono frutto della relazione con il suo compagno, Giuseppe Iannoni, poi finita nel 2016. Di Pietro ha dichiarato di essere stata criticata per questa decisione, ma ha ribadito di aver voluto mantenere un diritto che le spettava. Nonostante le “incomprensioni” che hanno portato alla fine della relazione con Iannoni, ha spiegato che tra loro oggi c’è un rapporto bellissimo.

Nonostante la separazione, il personal trainer è un padre dolce e premuroso come la stessa soubrette ha definito. I due si erano ritrovati nel salotto televisivo di Barbara D’Urso dove sono stati protagonisti di un duro scontro in merito ai reali motivi dell’addio. La showgirl aveva notato sul telefono dell’ex marito delle foto di una donna compromettenti che avevano messo alle strette Iannoni il quale ammetteva la relazione extraconiugale. In seguito Carmen Di Pietro aveva deciso di perdonare l’ex marito Iannoni ma la storia era già volta al termine

In merito ai figli, Carmen ha dichiarato: “Alessandro si chiama così per onorare Paternostro. Ogni tanto la più piccolina (la secondogenita Carmelina) mi chiede perché avevo sposato un uomo più grande, le rispondo che c’era l’amore”. 

Successivamente, si è parlato di una relazione con un personal trainer di nome Matteo Alessandroni che, però, in seguito ha negato tutto: “Per me era un flirt durato due mesi”, ha assicurato.