これまでに数々の人気女優と噂になってきたイ・ドンウクですが、公式に交際を認めたケースは極めて限られています。なかでも特に大きな話題を呼んだのが、国民的アイドルグループ元miss A出身の女優ペ・スジとの熱愛劇でした。
2018年3月、韓国メディアの報道を受けて双方が「お互いを知っていく段階」と交際を公式に認めました。当時、13歳という年齢差を超えたトップスター同士のビッグカップル誕生は日韓両国で大きなニュースとなりました。しかし、お互いに多忙なスケジュールが重なったことからすれ違いが生じ、公開恋愛からわずか約4ヶ月後の2018年7月に破局が発表されました。その後は良き先輩・後輩の関係に戻ったと伝えられています。
一方、ファンから「本当に付き合ってほしい」と最も熱望されたのが女優ユ・インナです。『トッケビ』で切ない前世からの縁を演じ、その2年後にはラブコメディ『真心が届く〜僕とスターのオフィス・ラブ！？〜』で再び恋人役として息の合った演技を披露しました。あまりのお似合いぶりに熱愛説や極秘交際説が浮上しましたが、両者はプライベートでも気兼ねなく連絡を取り合う親しい同僚関係であることを明言しており、交際の事実は確認されていません。
そのほか、過去には『マイガール』や『ホテルキング』で共演したイ・ダヘや、ドラマ『乱暴なロマンス』で共演した元少女時代のジェシカらと噂になったことがありますが、いずれも共演者としての仲の良さがクローズアップされたものであり、決定的な交際報道には至っていません。
