2013年，孙艺珍和金南佶因合作《鲨鱼》而结缘，有传他们在电视剧还没*青时就已经在一起了，后来韩媒更爆出两人已秘密交往4个月的消息，他们有空的时候会在首尔三星洞秘密约会，之后金南佶要到日本举办演唱会，孙艺珍也订了前往日本的机票，但因为工作而无法同行。金南佶更曾在节目中表示「孙艺真是我的NO.1」，引起极大的回响！不过双方的经纪公司都否认了他们的恋爱传闻，并表示他们只是很好的朋友。
2018年，孙艺珍和丁海寅在《经常请吃饭的漂亮姐姐》上演了一段姊弟恋，成功引起话题！丁海寅曾在访谈中赞美孙艺珍的美貌，美得让他不敢直视，他更坦言：「我每个瞬间都在心动，就连现在也是！」而孙艺珍对和丁海寅的合作感到非常满意，觉得他们配合得很好，又表示可能是他们的氛围很相似，所以大家才会觉得他们在交往。孙艺珍提到自己不太喜欢年下男，但在拍这部戏后对姊弟恋有所改观。虽然大批的CP粉都希望他们能假戏真做，但当孙艺珍被问到和丁海寅发展成为恋人的可能性时，她表示：「他是我会喜欢上的人，但我们不会交往。如果他说要交往的话，我也不知道到时候会如何回答。」
最近「国民女神」孙艺珍与「韩国四大公共财产」之一的玄彬宣布结婚，大家都纷纷送上祝福！两人曾多次传出绯闻，2018年他们因合作电影《极智对决》而首次传出绯闻，电影中两人因为剧情关系而很少直接对戏，但他们在剧外却频频互动，例如：拍摄许多有趣可爱的短片，可是他们都否认了恋爱传闻。次年，他们被拍到在美国一起逛超市，因而再次传出绯闻，不过两人再度否认，表示他们只是有海外行程，也刚好同在美国而见面，并澄清他们只是朋友关系。2019年，孙艺珍和玄彬合作拍摄《爱的迫降》，无论在剧里还是剧外，他们都非常甜蜜！当时不少观众都觉得他们非常登对，纷纷敲碗两人在一起！当时更有两人会在电视剧结束后结婚的消息，但都被他们否认了。
然而，在2021年的元旦，韩媒《Dispatch》爆出两人已交往8个月的消息，更提到他们是在《爱的迫降》*青后才真正开始交往，他们对打高尔夫球都很感兴趣，所以经常会一起打球约会。D社还释出他们打高尔夫球的约会照片，根据在场人士表示，玄彬会亲自指导孙艺珍打球。而且，有指两人在确认关系后因为工作行程繁忙而不常见面，但在相恋的8个月中依旧保持热恋。恋爱消息传出后，双方的经纪公司承认恋情，表示「两人在电视剧终播后发展成恋人关系」，孙艺珍也在个人的IG上认爱，「很感谢能遇到很好的人，也会努力维持这段感情」，这也是孙艺珍出道20年来首度认爱，非常甜蜜！
