เพชราเคยมีคู่หมั้นเป็นลูกเศรษฐีเจ้าของอู่ต่อเรือประมงเมื่อตอนที่อายุ 15 ปี โดยผู้ใหญ่จะตัดสินใจรับหมั้น แต่ด้วยความที่อายุน้อยจึงบ่ายเบี่ยงไปตลอดเกือบ 2 ปี ครั้นเมื่อจวนจะถึงวันสมรส เพชราจึงหนีไปก่อนวันเข้าพิธี 20 วัน[4][18] อันเป็นเหตุที่ทำให้พ่อแม่เธอชดใช้ค่าเสียหายจำนวนมาก[3] และหลังจากนั้นก็มีชายหนุ่มมากหน้าหลายตาแวะเวียนเข้าหาเธอเพื่อหวังสานสัมพันธ์แต่เธอปฏิเสธทั้งหมด[4]

เธอมีความสนิทสนมกับมิตร ชัยบัญชาอย่างสูง หลังรู้จักกันครั้งแรกจากการแสดงภาพยนตร์เรื่อง บันทึกรักของพิมพ์ฉวี ซึ่งถ่ายทำนานราว 3-4 เดือนจนสนิทสนมกัน[5] เพชรากล่าวว่าเธอมองมิตรเป็นพี่ชายที่แสนดีของเธอเพราะเกิดปีเดียวกับพี่ชายคนโตจึงรักและเคารพยิ่ง และมิตรเองก็ทำหน้าที่ปกป้องเพชราหากมีผู้ชายเจ้าชู้เข้ามาใกล้เธอ[4][5] หลังมิตรเสียชีวิต เพชรากล่าวว่าเธอฝันเห็นเขาหลังจากนั้นกว่า 20 ปี[5]

เพชรา สมรสกับชรินทร์ นันทนาคร (ศิลปินแห่งชาติ ปี 2541 สาขาศิลปะการแสดง) นักร้องเพลงไทยสากล เพชราและชรินทร์ร่วมงานครั้งแรกในภาพยนตร์เรื่อง แพนน้อย จนกระทั่งได้แสดงหนังเรื่อง แผ่นดินแม่ หลังฝ่ายชายได้เลิกรากับสปัน เธียรประสิทธิ์ไปก่อนหน้านี้[3] ในปี พ.ศ. 2518 เพชราและชรินทร์จึงตัดสินใจใช้ชีวิตร่วมกัน ทั้งคู่แต่งงานกันเงียบ ๆ เลี้ยงเพื่อนร่วมวงการเพียงไม่กี่คน[19] เพชราและชรินทร์ไม่มีบุตรด้วยกัน เคยตั้งครรภ์ถึง 3 ครั้ง คนที่ 3 อุ้มท้องนาน 6-7 เดือน แต่อยู่วันหนึ่งต้นโกสนถูกลมพัดล้มลงบนพื้น เพชราจึงก้มไปหยิบต้นไม้ตั้งไว้อย่างเดิม แต่เป็นเหตุทำให้ต้องเข้าโรงพยาบาลด่วน ฉีดยาห้ามเลือดอยู่ 1-2 วัน สุดท้ายหมอได้ทำคลอดออกมาเป็นผู้ชายแต่ไม่หายใจแล้ว[20]

เพชรามีหลานสาวที่เป็นนักแสดงเช่นกันคือนันทรัตน์ ชาวราษฎร์ (ชื่อเล่น ตรี) ซึ่งเป็นบุตรของจำรัส ชาวราษฎร์ ผู้จัดการออนไลน์ว่าผู้นี้เป็นน้องชายคนหนึ่งของเพชรา[21] ต่อมานันทรัตน์ได้ออกมาระบุว่า ปู่ของเธอเป็นน้องชายของบิดาเพชรา และยืนยันว่าตนเป็นญาติเพชราจริง โดยเพชรามีศักดิ์เป็นป้า[22] ต่อมานันทรัตน์ให้สัมภาษณ์อีกครั้งว่า "เธอกับเพชราเป็นญาติที่ห่างมาก ๆ จนแทบนับญาติกันไม่ได้"[23]