Selv om Balwani offisielt ikke ble ansatt i Theranos før i 2009, da han fikk tittelen som operasjonssjef, samarbeidet han med Holmes i kulissene tidligere. Deres romantiske forhold var skjult store deler av tiden de drev selskapet i fellesskap. Balwani forlot Theranos i 2016, i kjølvannet av undersøkelser av selskapet. Omstendighetene rundt hans avgang var også uklare. Holmes påstår at hun gav ham sparken, men Balwani har uttalt at han selv bestemte selv at han ønsket å forlate Theranos. Før oppgjøret i mars 2018, eide Holmes halvparten av aksjene i Theranos. Holmes hadde angivelig 25 millioner dollar i gjeld til Theranos.