Mặc dù là người lưỡng tính,nhưng cô đã tuyên bố rằng cô ưa thích những người đàn ông hơn, Leone đã đính hôn với Matt Erikson - phó chủ tịch tiếp thị của Playboy Enterprises nhưng họ chia tay vào năm 2008.Sunny Leone đã từng hẹn hò đứng lên diễn viên hài Russell Peters một thời gian ngắn vào năm 2008.Cô kết hôn với Daniel Weber vào năm 2011.
Trong thời gian rảnh rỗi, sở thích của cô là những bức tranh trừu tượng, cưỡi ngựa, đọc sách, chơi World of Warcraft, xem phim The Simpsons và kênh Discovery. Cô cũng đã từng chơi cho một câu lạc bộ bóng đá phụ nữ tại California. Địa điểm ưa thích của cô trong những kỳ nghỉ là Hawaii, và các món ăn yêu thích của cô là các món ăn Ý.