小林聡美の私生活を語るうえで避けて通れないのが、劇作家・映画監督である三谷幸喜氏との結婚と離婚です。二人は1989年の伝説的シチュエーション・コメディ『やっぱり猫が好き』の現場で出会い、1995年に結婚。お互いを高め合うオシドリ夫婦として広く知られていました。
しかし、結婚生活16年目を迎えた2011年5月、二人は連名のFAXにて離婚を発表しました。世間を驚かせたこの決断ですが、不貞行為や金銭トラブルといったスキャンダルは一切存在しませんでした。発表資料の中で二人は「少しずつ考え方や生活のペースがずれてきた」「これからはお互いを尊重し、それぞれの道を歩む」と説明しています。
関係者の証言や当時の報道を総合すると、多忙を極めるトップ劇作家として常に創作とプレッシャーに追われる三谷氏と、自身のペースを守りながら生活を大切にしたい小林氏との間に、日々の暮らしに対する価値観のグラデーションが生じたことが最大の要因とされています。また、お二人の間に子供はいなかったこともあり、財産分与や親権を巡る対立もなく、極めて冷静かつ円満に婚姻関係が解消されました。