ตั้งแต่ปี 2002 โนวส์ได้เริ่มคบหาดูใจกับแร็ปเปอร์หนุ่มชื่อว่า เจย์-ซีซึ่งเป็นบุคคลที่คอยช่วยเหลือเธอมาโดยตลอด ข่าวลือต่างๆได้เริ่มตอกย้ำความสัมพันธ์ระหว่างเขาทั้งสองคน หลังจากที่โนวส์ได้ร่วมร้องเพลงกับเจย์-ซี ในเพลง "'03 บอนนีย์แอนด์ไคล์ด"[106] และในปี 2005 ข่าวลือต่างๆก็ได้กระจายไปทั่วว่าบียอนเซ่ และ เจย์-ซี จะแต่งงานกัน แต่เมื่อได้สอบถามกับตัวโนวส์แล้ว เธอได้บอกว่าตัวเธอกับเจย์-ซีนั้นยังไม่ได้หมั้นหมายกันไว้แต่อย่างใด[107] และเมื่อผู้สื่อข่าวได้ถามอีกครั้งในเดือนกันยายน ปี 2007 เจย์-ซีก็ได้ตอบว่า "One day soon - let's leave it at that."[108] ลอร่า เชรฟเฟอร์ ซึ่งเป็นนักเขียนอาวุโสของนิตยสาร OK! กล่าวว่า "พวกเขาเป็นคนที่มีความเป็นส่วนตัวเอามากๆ"[109] ในวันที่ 4 เมษายน ค.ศ. 2008 โนวส์กับเจย์-ซีได้แต่งงานกันในเมืองนิวยอร์กซิตี้[110] บียอนเซ่เปิดเผยว่าเธอเคยแท้งลูกราวปี 2010 หรือ 2011 ในสารคดีไลฟ์อิสบัตอะดรีม ทั้งนี้เธอได้แต่งเพลงให้กับความสูญเสียในครั้งนี้ด้วย

ในงานประกาศผลรางวัลเอ็มทีวีวิดีโอมิวสิกอวอร์ด 2011 บียอนเซ่ได้แสดงเพลง "เลิฟออนท็อป" โดยเริ่มต้นการแสดงว่า "วันนี้ฉันอยากให้ทุกคนยืนขึ้นและรับรู้ถึงรักที่กำลังเติบโตภายในตัวฉัน" และในตอนจบ เธอก็ทิ้งไมโครโฟน ถอดกระดุมเบลเซอร์ออกและลูบท้อง ซึ่งยืนยันว่าเธอตั้งครรภ์ ซึ่งเหตุการณ์นี้ถูกบันทึกในกินเนสส์เวิลด์เร็กคอร์ดว่าเป็นเหตุการณ์ที่ถูกทวิตมากที่สุดต่อวินาที คิดเป็น 8,868 ทวิตต่อวินาที และคำว่า "Beyonce Pregnancy" กลายเป็นคำที่ถูกค้นหามากที่สุดในกูเกิลในรอบสัปดาห์ของวันที่ 29 สิงหาคมา 2011

วันที่ 7 มกราคม 2012 บียอนเซ่ได้ให้กำเนิดลูกสาว 1 คน ชื่อว่า "บลู ไอวี คาร์เตอร์" ในโรงพยาบาล Lenox Hill Hospital ในนิวยอร์ก 2 วันให้หลัง เจย์ซีปล่อยเพลง โกลรีย์ ซึ่งเป็นเพลงที่เขาแต่งให้กับลูกสาวลงบนเว็บไซต์ Lifeandtime.com ในเพลงกล่าวถึงการฝ่าฟันอุปสรรคขณะตั้งครรภ์ รวมถึงการแท้งลูกก่อนที่จะตั้งครรภ์น้องบลูไอวี เสียงร้องของบลูไอวีถูกนำมาใส่ตอนจบเพลง และใส่เครดิตว่า "B.I.C." ส่งผลให้บลูไอวี ซึ่งมีอายุเพียง 2 วัน กลายเป็นบุคคลที่อายุน้อยที่สุดที่ปรากฏบทชาร์ตบิลบอร์ดเมื่อ "โกลรีย์" เดบิวต์บนชาร์ต Hot R&B/Hip-Hop Songs