Личная жизнь Ирины Пеговой всегда была предметом интереса общественности. Актриса редко делится подробностями своих романов, но не раз подчеркивала, что за внешним благополучием скрываются сложные переживания. Наиболее известным её романом стал брак с Дмитрием Орловым, начавшийся в начале 2000-х. Их встреча состоялась на кинофестивале в Варшаве, а вскоре после возвращения в Москву пара начала совместную жизнь. В 2005 году они поженились, а в 2006-м у них родилась дочь Татьяна.
Хотя со стороны их союз выглядел идеальным, Пегова позже призналась, что в браке чувствовала себя несчастной и теряла свою личность. Развод, по её словам, стал началом нового этапа жизни. После расставания с Орловым актриса встретила несколько мужчин, включая Сергея Кемпо и Евгения Раева, но её личная жизнь оставалась под пристальным вниманием публики.
Летом 2025 года в СМИ появились слухи о новом романе Пеговой с актером Сергеем Мариным, когда они вместе появились на фестивале «Пилот». Актриса старается не выставлять личную жизнь напоказ, сосредоточившись на карьере и воспитании дочери, которая уже поступила в университет.