他的前妻名字叫杜珺，曾經也是壹名演員。但婚後不久便離婚了。之後張嘉譯與王海燕2004年因合作電視劇《國家使命》相戀並相識，經過3年的戀愛長跑後喜結良緣。2010年夏北京臺熱播電視劇《我是業主》中夫妻二人聯手搭戲。而電視劇殺青後王海燕因懷孕而缺席宣傳也壹度引來媒體關註。後來王海燕於2010年9月19日中午剖腹產手術生下壹千金，過程順利母女平安。