大沢たかおの歴代彼女として最も世間の耳目を集めたのが、2009年の大ヒットドラマ『JIN-仁-』で共演した女優・綾瀬はるかとの関係です。2010年5月、写真週刊誌『FRIDAY』が大沢たかおの自宅マンションを訪れる綾瀬はるかの姿をスクープし、列島に衝撃が走りました。
当時の報道では厳戒態勢での密会と報じられましたが、双方の所属事務所は「共演者の一人であり、尊敬する先輩・後輩の間柄」と即座に交際を否定。大沢たかお自身も囲み取材で「良き友人」と語り、決定的なツーショットや決定打となる証拠が出ることはなく、作品のヒットに伴う過熱報道という側面が強い幕引きとなりました。
その後、2015年から2018年にかけては、20歳年下の一般女性(有名医師の令嬢)とのカフェデートやドライブが複数回キャッチされました。家族ぐるみの付き合いとも報じられ、再婚への期待が高まりましたが、最終的には結婚へと至ることなく自然消滅したと伝えられています。