Lưu Hương Giang quen biết Hồ Hoài Anh thông qua chị gái Lưu Thiên Hương. Năm 2004 khi cô tham gia Sao mai điểm hẹn và cần thu âm thì chị gái đã giới thiệu cho gặp Hồ Hoài Anh. Cuộc gặp định mệnh đó đã tạo nên mối duyên vợ chồng giữa họ. Không chỉ là người yêu, vợ chồng, Lưu Hương Giang và Hồ Hoài Anh còn gắn bó trong âm nhạc và sự thành công của Giang có bàn tay của Hoài Anh. Cuộc tình sâu đậm 4 năm tạo nên đám cưới đẹp năm 2004 rồi lần lượt hai cô con gái ra đời. Đặc biệt sự kết hợp của họ trong âm nhạc tạo nên những bản hít của Lưu Hương Giang. Những sản phẩm âm nhạc của Lưu Hương Giang không thể thiếu dấu ấn của chồng. Gia đình Lưu Hồ đã tạo nên hình ảnh một cặp đôi và một gia đình hạnh phúc trong showbiz.
Hồ Hoài Anh là nhạc sĩ và giám đốc sản xuất trong các album thành công của vợ. Mặc dù không biểu diễn trên sân khấu cùng nhau nhiều nhưng đôi lần họ xuất hiện cùng biểu diễn như trong Bước nhảy hoàn vũ 2012 đều được khán giả nồng nhiệt đón nhận. Cả hai còn từng là cặp đôi huấn luyện của Theo Voice Kids.
Sau 10 năm chung sống, năm 2019 họ vướng tin đồn ly hôn khiến dư luận xôn xao. Thông tin họ ly hôn là có thật nhưng sau đó lại vượt qua và sau hàn gắn tình yêu càng bền chặt. Nói về biến cố đó, Lưu Hương Giang cho hay: “Giang nghĩ chuyện này hết sức bình thường với các cặp vợ chồng và cuộc sống hôn nhân cũng phải có những lúc lên lúc xuống mới biết được giá trị của nhau, biết trân trọng gia đình nhiều hơn, phải nói là vì nhau chứ không phải vì con hay vì họ hàng hai bên ạ. Và chúng tôi cũng như những cặp vợ chồng bình thường khác mà thôi, tôi cũng không muốn gánh trên mình một cuộc hôn nhân với những trọng trách lúc nào cũng phải tròn trịa hoàn hảo, êm đẹp quanh năm suốt tháng, thế thì mệt lắm”.
Hồ Hoài Anh cũng từng nói trong hôn nhân chuyện sóng gió là bình thường. Biến cố đó dường như đã giúp củng cố thêm tình cảm của họ. Cả hai thường xuyên xuất hiện bên nhau hạnh phúc. Năm 2020, Hồ Hoài Anh gây xúc động vì đoạn viết trên trang cá nhân: "Em ơi, năm nay tròn 15 năm mình quen biết nhau và về chung nhà rồi đấy em nhỉ? Anh biết gia đình nào cũng có sóng gió, nhưng điều tốt đẹp nhất là sau tất cả mình vẫn còn được bên nhau. Anh cảm thấy may mắn vì đã được làm chồng của em và bố của Mina và Misu"
Thế nhưng bê bối Tây Ban Nha năm 2022 của Hồ Hoài Anh đã khiến cho mối quan hệ của họ "lạnh" hơn.
Năm 2023 Lưu Hương Giang ra mắt Mất anh em tìm lại chính mình, không có sự đồng hành của Hồ Hoài Anh và ở dạng ẩn danh. Bài hát nhanh chóng lọt top trend và khán giả nhận ra đó là giọng hát Lưu Hương Giang. Phía Lưu Hương Giang nói sự ẩn danh đó là vì muốn khán giả tập trung vào sản phẩm và công tâm đánh giá. Lời bài hát có đoạn: "Này em ơi, bỏ đi thôi, dù cho mai không ai dẫn lối. Dù đoạn đường đi rất tối, cũng phải tự bước thế thôi. Và hãy nhớ hoàng hôn xuống rồi ngày mai bình minh sẽ lên. Đừng nuối tiếc giấc mơ không thành, em sẽ an lành". Ca khúc hướng tới sự chữa lành tổn thương, mong mọi người vượt qua cơn bão lòng. Đây cũng là ca khúc đánh dấu sự trở lại của cô nhưng tự cô sáng tác, không có sự góp sức của Hồ Hoài Anh.
Không nói rõ về mối quan hệ hôn nhân của mình nhưng Lưu Hương Giang nói giữa cô và Hồ Hoài Anh văn minh với nhau cùng chung tay chăm sóc con cái, điều đó khiến khán giả nghi vấn họ ly hôn. Cô cũng nói: "Anh Hồ Hoài Anh vẫn là người dù có bất kì chuyện gì xảy ra, Giang cũng rất biết ơn. Giang chưa bao giờ nghi ngờ về quyết định của mình".
Đúng như lời bài hát mà Lưu Hương Giang tự sáng tác, dù thế nào khi hoàng hôn xuống thì ngày mai bình minh sẽ lên. Lưu Hương Giang dành tình yêu và sự tập trung cho âm nhạc cũng như 2 cô con gái. Thời gian sẽ giúp sắp xếp lại mọi thứ.
Khi trở lại đường đua âm nhạc năm 2023, Lưu Hương Giang cho biết cô cũng đã lường trước khán giả quan tâm đời tư hơn âm nhạc nhưng cô cho rằng hãy nghĩ khán giả quan tâm yêu thương nên xem mình có ổn không, thì hãy xem đó cũng là một điều hạnh phúc, được khán giả yêu thương nên quan tâm. Hai mục tiêu lớn nhất của Lưu Hương Giang trong thời gian sắp tới là Âm nhạc và Những đứa trẻ, một bên là đam mê, một bên là chỗ dựa chữa lành tâm hồn.
