셜록 홈즈
홈즈의 유일한 친구는 존 왓슨 박사뿐이다. 홈즈는 일이 아니면 그다지 사람을 만나지 않는 평생 독신으로 그려진다. 《보헤미안 사건》에서 만나게 된 아이린 애들러와 지속적인 만남을 갖기는 하나 분명한 연인으로 발전하지는 않는다.
케이티 홈즈
클라인과 결별한 이후, 홈즈는 배우 톰 크루즈와 데이트를 시작하였고, 2005년 6월 약혼하였다. 다음해인 2006년 11월 18일 이탈리아, 브라차노의 오데스칼키 고성에서 결혼식을 올렸으며, 결혼식 전날 로스 앤젤레스에서 이탈리아식으로 결혼식을 올리겠다고 발표하였다. 두 사람 사이에 딸 수리(2006년 4월 18일 출생)가 태어났다. 하지만 크루즈가 딸을 사이언톨로지교 계열 학교에 입학시키려고 하는 것과 관련하여 두 사람간에 불화가 시작되어 2012년 6월 29일 크루즈와 합의 이혼을 발표하였다. 2012년 7월 9일 홈즈와 크루즈가 이혼 서류에 사인한 것이 보도 되었다. 홈즈에게는 첫 번째 이혼이며, 크루즈에게는 세 번째 이혼이다. 홈즈는 딸 수리의 양육권에 대한 권리를 획득하였다.