Đăng Khôi kết hôn cựu người mẫu Thủy Anh năm 2013. Sau cưới, Thủy Anh không làm diễn viên, người mẫu ảnh mà chuyển qua quản lý công việc cho chồng, mở công ty giải trí. Đăng Khôi cũng hiếm khi xuất hiện trên sân khấu, thỉnh thoảng ra vài MV. Vợ chồng anh có hai con trai: Đăng Khang (12 tuổi) và Đăng Anh (9 tuổi). Gần đây, cặp sao làm tiệc kỷ niệm 10 năm cưới ở Vũng Tàu.