Santos-Dumont forble ugift hele sitt liv. Det synes som han var spesielt tiltrukket av en gift Kubansk-Amerikansk kvinne ved navn Aída de Acosta. Hun er den eneste person, bortsett fra ham selv som har fått lov til å fly et av hans luftskip. Ved at han tillot henne det er hun sansynlivis den første kvinne til å ha ført et luftskip. Helt til sin død hadde han et bilde av henne på sitt skrivebord, alltid sammen med en vase med friske blomster. Ved Santos-Dumonts død ble det sagt at hun hadde uttalt at hun knapt kjente mannen.