Sienna berbagi Marlowe dengan mantan tunangannya, aktor Tom Sturridge. Pasangan itu dikabarkan berpisah pada Juli 2015 setelah bertunangan di tahun 2012 lalu. Kini, aktris yang juga bermain di 21 Bridges itu kembali bertunangan dengan pria muda bernama Lucas Zwirner. Meskipun beda usia sembilan tahun dan Sienna lebih tua, dia mengaku bahwa pasangan yang bukan dari kalangan aktor ialah tipenya. Sedangkan Lucas bekerja menjadi penerjemah sekaligus seorang guru.
Sienna juga pernah ditanya tentang beberapa film dibintangi namun film tersebut tidak bisa dilihat oleh sang anak. Aktris Amerika ini memang kerap kali berakting dalam film-film aksi sehingga ia berharap bisa hadir dalam film animasi yang dapat ditonton oleh Marlowe Ottoline.
“Tidak ada (film yang bisa ditonton oleh Marlowe). Dan aku benar-benar perlu untuk membuatnya. Aku sempat casting untuk animasi Trolls tapi aku rasa aku sudah menghancurkannya. Aku yakin nanti akan ada rekaman yang beredar di sekitar studio yaitu suara Trolls yang konyol,” kata Sienna Miller.