Em setembro de 2012 a mídia apontou que Bruna estaria em relacionamento com Neymar, mas os dois negaram.No fim de dezembro de 2012, o jornal O Dia informou que Bruna estaria saindo com o cantor Mr. Thug.8 Mas os dois não confirmaram esses rumores. Depois de diversas especulações da mídia, em fevereiro de 2013, o futebolista Neymar confirmou namoro com a atriz, durante o desfile das Escolas de samba no Rio de Janeiro.
Apesar de negarem o término, segundo o jornal "O Dia" o relacionamento de Neymar, e Bruna Marquezine está tudo bem. O motivo teria sido uma crise de ciúmes. Os problemas entre o casal teriam se originado quando Bruna descobriu que um amigo do namorado, que também é jogador de futebol e comprometido, tinha levado algumas meninas para o barco de luxo de Neymar. Bruna e Neymar teriam discutido, até que ele a deixou em Angra e foi para Balneário Camboriú passar a virada do ano. Ele até já foi visto ao lado de uma loira durante a festa de réveillon. Apesar de todos os rumores, Bruna afirma na revista "Caras", que seu relacionamento com Neymar está tudo bem, e nega término de namoro. Na revista '"Caras", em sua entrevista Bruna diz: "O que importa é que estou com Neymar."
No dia 11 de fevereiro de 2014, a assessoria de Bruna, confirmou o fim do relacionamento de quase um ano com Neymar.
No início da Novela "Em família" houve boatos de que estaria namorando seu então par Guilherme Leicam, o que foi desmentido por ambos.
Em maio de 2014, foi veiculado na imprensa de que ela e o ex-namorado Neymar estariam namorando escondido.
