I 1996 møtte hun manusforfatteren Andrew Upton på settet til en TV-serie. De giftet seg 29. desember 1997. De har fått fire barn; tre biologiske sønner, født i henholdsvis 2001, 2004 og 2008, og én adoptivdatter i 2015. Blanchett har sagt at hun ville adoptere helt siden de fikk sitt første barn. De bodde i Brighton, England i nesten ti år, før de flyttet tilbake til Australia i 2006. Bakgrunnen for dette var å få et stabilt hjemsted hvor barna kunne vokse opp, og for at Blanchett og Upton kunne se familiene sine oftere. Paret har bestemt seg for å flytte til USA i 2016, men det skal ikke være permanent.