В інтерв'ю у листопаді 2002 Карлайл відкрила себе як лесбійку. У червні 2012 було оголошено, що вона заручилася із Кетрін Шепард. Пара одружилася 15 вересня 2012 у Бостоні штат Массачусетс. 15 червня 2014 у подружжя народилася дочка Евангелін Рут Карлайл. У лютому 2018 Карлайл повідомила через Instagram, що її дружина очікує ще одну дитину. 18 березня 2018 у них народилася друга дитина, син Ілайджа.
У Карлайл є кіт, кінь, коза, п'ять курей та пес породи родезійський ріджбек.