黄磊目前有三个孩子，两个女儿，一个儿子。1995年，黄磊在读研究生期间，担任助教，与新生孙莉一见钟情。2004年3月8日，与孙莉结束九年爱情长跑登记结婚。2006年2月6日，女儿出生，小名黄多多，大名黄忆慈。2014年在电视剧《我爱男闺蜜》的发布会上，黄磊自曝二女儿已经出生，而且爱妻孙莉已经出月子了 。2015年9月28日，黄磊 和孙莉在北京举办了“相爱20周年”的婚宴派对，二人身穿礼服，带着多多和二胎女儿一起拍摄全家福。2017年5月27日，与黄磊有过多次合作的导演汪俊在微博写道：“今天早上8点55分干儿子隆重降生！7斤7两！健壮如磊，帅气如我！恭喜黄磊同学！”
