Hun møtte sin mann, Baz Luhrmann, i college, og paret giftet seg i 1997. Paret har to barn sammen: en jente, Lillian Amanda Luhrmann, født den 10. oktober 2003 og en gutt, William Alexander Luhrmann, som ble født 8. juni 2005. Catherine har imidlertid arbeidet som en designer i alle av Luhrmanns filmer.