علی دایی بعد از فوت پدرش در سال 1381 با خانمی بنام مریم که از آشناهای دور آنها محسوب می شد ازدواج کرد. آنها صاحب دختری بنام دنیز شدند. این ازدواج پس از مدت زمان کوتاهی به طلاق منجر شد. دنیز به همراه مادرش سالها در لندن زندگی می کند.
علی دایی در 1 بهمن 1383 برای بار دوم نیز با مونا فرخ آذری ازدواج نمود. او که در سال 1384 درباره آشنایی با همسرش بیان کرد: همسرم من از آشنایان خانوادگی دور ما هستند. مادرش اردبیلی و پدرش تبریزی است. او بزرگ شده تهران می باشد. مشخصات کامل یک دختر آذربایجانی را دارد. همسرم لیسانس صنایع غذایی است و هشت سال از من نیز کوچکتر است.