Вместе с мужем, популярным актером Венсаном Касселем, они воспитывают пятилетнюю дочь Деву. Пара жената уже больше 10 лет. Пополнения в звездной семье ожидают ближайшей весной.
Долгое время у знаменитой пары не было детей. По слухам, врачи поставили Белуччи диагноз – бесплодие. В 39 лет, к своему большому удивлению и радости, Моника узнала, что она беременна. Она не скрывала своей беременности и даже позировала обнаженной на обложке журнала Vanity Fair.