Bellucci on olnud abielus näitleja Vincent Casseliga, kellega koos on ta mänginud paljudes filmides. Neil on kaks tütart: Deva, kes sündis 12. septembril 2004. aastal ja Léonie, kes sündis 21. mail 2010. aastal. Bellucci ja Cassel teatasid oma lahutusest 26. augustil 2013.

Monica Bellucci 1990. aastal Itaalia telefilmi "Vita coi figli" võtetel.