แครี มัลลิแกน แต่งงานกับ Marcus Mumford นักร้องนำวงดนตรี Mumford & Sons ทั้งสองเป็นเพื่อนทางจดหมายกันตั้งแต่เด็ก ขาดการติดต่อระยะหนึ่ง และกลับมาคบหากันตอนเป็นผู้ใหญ่[52][53] ไม่กี่สัปดาห์หลังจากมีการปิดงานผลิตภาพยนตร์ Inside Llewyn Davis ซึ่งทั้งสองมีส่วนเกี่ยวข้อง ก็แต่งงานกันในวันที่ 21 เมษายน 2012[54] ทั้งคู่มีลูกสาวชื่อ Evelyn Grace Mumford เกิดในเดือนกันยายน 2015 และลูกชาย Wilfred เกิดในเดือนสิงหาคม 2017 [55][56]

แครีมีพี่ชายชื่อ Owain อดีตกัปตันในกองทัพอังกฤษ เคยไปปฏิบัติหน้าที่ทั้งในอิรักและอัฟกานิสถาน[57][58]