У 1984 на знімальному майданчику Стоун «Війни у Вегасі» познайомилася з телепродюсером Майклом Грінбургом, з яким одружилася, через три роки розійшлася, у 1990 розлучилася..
У 1993 на зніманнях фільму «Слівер» познайомилвся з Вільямом Дж. Макдональдом, співавтором картини. Макдональд залишив дружину Наомі Баку і заручився зі Стоун. Вони розлучилися через рік. Після розлуки Стоун повернула обручку через FedEx.
Працюючи над фільмом «Швидкий та мертвий» у 1994, Стоун познайомилася з Бобом Вагнером, з яким була заручена.
1998 року Стоун одружилася з Філом Бронштейном, виконавчим редактором «The San Francisco Examiner», а згодом «San Francisco Chronicle». У 2000 році вони усиновили немовля, Роана Джозефа Бронштейна. Бронштейн подав заяву про розлучення в 2003, посилаючись на непримиренні розбіжності. Розлучення стало остаточним у 2004 році, коли суддя постановив, що Роан повинен залишатися з батьком, а Стоун отримує права на відвідування..
Стоун усиновила другого сина, Лаїрда Вонна, у 2005 році, а третього, Квінн Келлі Стоун, у 2006 році. Станом на 2018 рік Стоун проживає з трьома синами у Західному Голлівуді, штат Каліфорнія, у будинку, який колись належав акторові Монтгомері Кліфту..
