Bell mula berkenalan dengan pelakon Amerika, Evan Rachel Wood selepas mereka bertemu ketika membintangi video muzik untuk lagu Green Day 2005 yang "Wake Me Up When September Ends".[13] Selepas setahun bersama, pasangan itu berpecah pada tahun 2006.[14] Lima tahun kemudian, pada pertengahan tahun 2011, dilaporkan bahawa Bell dan Wood telah menghidupkan semula hubungan mereka.[15] Pasangan itu berkahwin dalam majlis kecil pada 30 Oktober 2012.[16] Mereka mempunyai seorang anak lelaki, dilahirkan pada Julai 2013.[17] Bell dan Wood mengumumkan bahawa mereka telah berpisah pada 28 Mei 2014.[18]

Pada akhir tahun 2015, Bell mula berkencan dengan Kate Mara bintang Fantastic Four [19] dan pada Januari 2017, pasangan itu bertunang.[20] Pada 17 Julai 2017, pasangan itu mengumumkan bahawa mereka telah berkahwin.[21] Pada 9 Januari 2019 dilaporkan bahawa Bell dan Mara mengharapkan anak pertama mereka bersama. [22]