ธัญญาเรศสมรสกับร้อยโทสัณชัย เองตระกูล บุตรของสมใจนึก กับนุชนารถ เองตระกูล เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม พ.ศ. 2548 ที่อาสนวิหารอัสสัมชัญ[2] มีบุตรสาวคนเดียวชื่อลลียา เองตระกูล หรือลียา เดิมธัญญาเรศนับถือศาสนาคริสต์นิกายโรมันคาทอลิก แต่ภายหลังได้เปลี่ยนไปนับถือศาสนาพุทธ โดยให้เหตุผลว่าตนชอบสวดมนต์และทำบุญ การประพฤติตนเช่นนี้ทำให้เธอมีสติในช่วงประสบปัญหาชีวิต[3]

พ.ศ. 2553 ธัญญาเรศตกเป็นข่าวจากกรณีการเผยแพร่คลิปเสียงการสนทนาของตนเองกับสามี ระบุว่าสัญชัยมีความสัมพันธ์กับสาวิกา ไชยเดช หรือพิ้งกี้ นักแสดงสาวที่มีข่าวก่อนหน้า จนกลายเป็นข้อพิพาทระหว่างกัน[4][5] กระทั่งเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2561 สาวิกาและธัญญาเรศได้กลับมาร่วมงานกันอีกครั้งในงาน "เที่ยวให้สุด ปักหมุดแดนใต้" ซึ่งจัดโดยการท่องเที่ยวแห่งประเทศไทย ทั้งสองกล่าวว่าได้อโหสิกรรมต่อกันและไม่มีเรื่องหมางใจกันอีก[6][7][8]