Cooper giftet seg med skuespillerinnen Jennifer Esposito i slutten av 2006. I mai 2007 ble det annonsert at Esposito hadde søkt om en skilsmisse. I september 2010 ble det rapportert at Cooper og skuespilleren Renée Zellweger hadde vært i et forhold i over et år. Den 18. mars 2011, rapporterte kjendismagasinet at paret hadde avsluttet sitt forhold.