Le 21 septembre 2007, elle a donné naissance à Valentina Paloma, issue de sa relation avec François-Henri Pinault. Leur séparation est officialisée le 17 juillet 2008.

À la surprise générale des médias, Salma Hayek s'est mariée le jour de la Saint-Valentin, le 14 février 2009, à François-Henri Pinault, PDG du groupe de luxe et de distribution Pinault-Printemps-Redoute (PPR), fils de François Pinault.