Στις 28 Δεκεμβρίου του 1957, η Natalie Wood και ο Robert Wagner, λίγους μόλις μήνες μετά τη γνωριμία τους, αντάλλαξαν όρκους αιώνιας αγάπης.
Το χρυσό ζευγάρι του Χόλιγουντ έμεινε μαζί μέχρι το 1962 και η Natalie το 1969 παντρεύτηκε τον Βρετανό κινηματογραφικό παραγωγό Richard Gregson με τον οποίο απέκτησε μια κόρη, τη Natasha.
H Natalie και ο Richard χώρισαν τον Αύγουστο του 1971 όταν η ηθοποιός αντιλήφθηκε ότι ο σύζυγός της διατηρούσε ερωτική σχέση με τη γραμματέα της. Η απόφασή της να δώσει τέλος στο γάμο της προκάλεσε την έντονη ρήξη με τη μητέρα της, η οποία υποστήριζε πως έπρεπε να τον συγχωρήσει για χάρη του παιδιού της.
Ωστόσο, εκείνο το διάστημα η ηθοποιός συναντήθηκε τυχαία σε ένα εστιατόριο με τον Robert και φούντωσε ξανά η φλόγα μεταξύ τους. Πέντε μήνες μετά την επανασύνδεσή τους παντρεύτηκαν για δεύτερη φορά πάνω στο σκάφος τους "Splendor", στο οποίο 7 χρόνια μετά θα έχανε τη ζωή της.
