Njegova najduža veza bila je sa književnicom Žastin Vilson još u njihovoj mladosti. Par se vjenčao 2000. godine, a ubrzo posle toga dobili su sina Nevadu, koji je preminuo.

Posle ovog gubitka Žastin i Ilon su željeli djecu, te se književnica podvrgla komplikovanom postupku, koji se uspješno završio, pa je rodila blizance. Potom su još jednom ponovili postupak i dobili trojke.

Razveli su se 2008. godine, a Žastin je zbog nedovoljnog poznavanja pravne terminologije potpisala predbračmni ugovor kojim se odrekla svih prava koja joj pripadaju kao zakonitoj supruzi. Tako je Žastin ostala bez svega što je stečeno u braku. Jedino što je dobila, bila je vila u Los Anđelesu, koja po zakonu pripada njihovj djeci, pa će je oni dobiti kada budu punoljetni. Do razvoda je došlo na zahtjev Ilona, koji je riješio da ostavi ženu i petoro djece.

Samo šest nedelja nakon razvoda, Ilon se vjerio sa britanskom glumicom Talulom Rajli. Znatno mlađa glumica se zbog biznismena preselila u Los Anđeles. Par se vjenčao 2010. godine, a brak je potrajao svega dvije godine.

Međutim, 2013. godine njih dvoje su se pomirili, pa su se ponovo vjenčali. Pokušaj da održe odnos potrajao je do 2016. godine, kada su se konačno rastali.

Nakon razvoda, glumica je postala bogatija za 16 milijardi dolara.

Posle Talule, milijarder je započeo vezu sa još jednom glumicom, Amber Herd, bivšom suprugom Džonija Depa. Njihova veza nije dugo trajala, pa par nije ostao zajedno ni godinu dana. Za ovaj kratak vremenski period često su viđani zajedno, pojavljivali su se u javnosti, a i mediji su pisali o njihovom odnosu. Ilon je svojoj tadašnjoj devojci poklonio automobil Tesla.

Međutim, njena majka je tada izjavila da iza ovog skupocjenog gesta stoji njegova potreba da sve stvari drži pod svojom kontrolom, što je nju navelo da posumnja da mu automobil služi da prati i prisluškuje glumicu.

Rastali su se, kako su saopštili, zbog velikih obaveza koje su imali na svom poslovnom planu.

Kako se navodi, Amber je prevarila glumca Džonija Depa sa Ilonom. Dep je u sudskom procesu protiv Amber izneo detalje po kojima je optužuje da je bila sa biznismenom prije nego što je podnijela zahtjev za razvod braka. Prema navodima, Ilon je imao trojku sa Amber i manekenkom Karom Delevinj u glumčevom penthausu u Los Anđelesu 2016. godine.

Zbog ovih optužbi, na sudu će se u okviru sudskog procesa izmeđi Depa i Herd pojaviti i Mask.

Posljednje tri godine Ilon je proveo sa pjevačicom Kler Eliz Buše, koja je javnosti poznatija kao Grajms. Sa njom ima sina, a za njega su izabrali neobično ime Iks Eš Ej 12. Pjevačica i biznismen su raskinuli vezu, pa su nakon raskida dobili i ćerku kojoj su dali ime Y. Posle prekida opet su se pomirili, pa ponovo rastali.

I posle ove veze, Ilon je našao novu devojku, australijsku glumicu Natašu Baset. Nataša je od Ilona mlađa 23 godine.