Η Heidi Klum από το 1997 μέχρι το 2002 υπήρξε παντρεμένη με τον στυλίστα Ρικ Πιπίνο. Το Μάρτιο του 2003, ξεκίνησε τη σχέση της με τον επιχειρηματία Φλάβιο Μπριατόρε και το Δεκέμβριο του ίδιου έτους, ανακοίνωσε την εγκυμοσύνη της, στο πρώτο τους παιδί. Σύντομα όμως, το ζευγάρι χώρισε και εκείνη ξεκίνησε τη σχέση της με τον μουσικό Σιλ. Γέννησε την κόρη της, Λένι, στις 4 Μαΐου 2004 στη Νέα Υόρκη, παρουσία του Σιλ, δηλώνοντας μάλιστα αργότερα ότι ο Μπριατόρε (βιολογικός της πατέρας) δεν εμπλέκεται καθόλου στη ζωή της και πως θεωρεί πατέρα τον Σιλ.
Κλουμ και Σιλ αρραβωνιάστηκαν το Δεκέμβριο του 2004 και παντρεύτηκαν στις 10 Μαΐου 2005 στο Μεξικό. Απέκτησαν μαζί τρία βιολογικά παιδιά: τον Χένρι Γκούντνερ Αντεμόλα Σάμουελ (γενν. 2005), τον Γιόχαν Ράιλι Φιοντόρ Τάιβο Σάμουελ (γενν. 2006) και την Λου Σουλόλα Σάμουελ (γενν. 2009). Τον Νοέμβριο του 2009, η Κλουμ άλλαξε επίσημα το όνομα της σε Χάιντι Σάμουελ ενώ τον ίδιο Δεκέμβριο, ο Σιλ υιοθέτησε και επίσημα την Λένι, δίνοντας της το επίθετο του. Στις 22 Ιανουαρίου 2012, το ζευγάρι ανακοίνωσε το χωρισμό του και δύο χρόνια αργότερα, τον Οκτώβριο του 2014, εκδόθηκε το διαζύγιο τους.