陳偉霆是家中最小的孩子，父親在他13歲時過世，由母親獨力扶養3個小孩，窮到媽媽要借錢養小孩，也因為父愛的缺失，讓他更體認當父親的責任感。至於與何穗傳緋聞4年沒認愛，他說2人沒有公開談論感情生活，是出於對另一半的保護，不想讓感情影響到各自的工作，「雖然生活裡我們一直很低調，但在這個特殊的行業裡（演藝圈），我們不想把孩子藏出來」，所以在兒子出生滿月後公開這個喜訊。
他跟何穗2021年8月被拍到同回北京住處，戀情曝光，因頻繁健身被稱「健身房情侶」，2023年3月一度傳出分手，同年12月他被拍到連續3天返回何穗家中，傳出兩人復合，2024年10月有網友在日本偶遇小倆口同遊，她搭他肩膀動作親密，如今共同育養兒子。
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