私生活において最も世間の注目を集めたトピックが、2012年3月14日に発表された女優・小野ゆり子との電撃入籍でした。当時、大森南朋が40歳、小野ゆり子が22歳という「18歳差の年の差婚」は、ワイドショーやネットニュースで大きな驚きをもって報じられました。
ふたりの馴れ初めは、共通の知人である表現者仲間が集まる食事会でした。当時、大森南朋といえば数々の浮名を流した「芸能界屈指のモテ男」として知られており、週刊誌の常連でもありました。そのため、結婚発表直後には「なぜこのタイミングで、これほど若い新進女優と結ばれたのか」という結婚理由をめぐる憶測や噂がネット上を飛び交いました。
しかし、当時の関係者証言や本人が後のインタビューで明かした内実によれば、小野ゆり子の持つ「芯の強さと飾らない気さくさ」が大森の心を捉えたといいます。当時まだ若手だった小野は、舞台女優としての確固たる向上心を持ち、大御所や先輩に対しても媚びることのない自然体な知性を備えていました。大森自身も40歳という節目を迎え、役者としての重責が増すなかで、精神的に対等に向き合える安らぎのパートナーを求めていたことが、結婚を決意させた最大の要因でした。
結婚から7年後の2019年5月、夫妻の間に待望の第1子が誕生しました。公式発表資料では子どものプライバシーを守るため性別や具体的な誕生日は非公表とされましたが、2026年現在で7歳（小学校低学年）を迎えています。かつてのアウトローなイメージとは対照的に、近隣の公園での散歩や学校行事への参加など、子煩悩で熱心な父親としての目撃談が週刊誌等でも報じられており、家庭内における健全で温かなパパとしての横顔が定着しています。
