ઝેટા-જોન્સ અભિનેતા માઇકલ ડગ્લાસને પરણ્યા છે. બંને સમાન જન્મતારીખ ધરાવે છે અને ડગ્લાસ તેનાથી 25 વર્ષ મોટા છે. તેણીએ એવો દાવો કરે છે જ્યારે તેઓ મળ્યા ત્યારે તેણે એવા વાક્યનો ઉપયોગ કર્યો "હું તારા સંતાનનો પિતા બનાવા માગું છું." તેઓ નવેમ્બર 2000માં ન્યૂ યોર્ક સિટીની પ્લાઝા હોટેલ ખાતે પરણ્યા હતા. પરંપરાગત વેલ્શ ગાયકવૃંદે ("Côr Cymraeg Rehoboth" ) તેમના લગ્નમાં ગીત ગાયા હતા. તેણીની વેલ્શ ગોલ્ડ વેડીંગ રિંગમાં સેલ્ટિક મોટિફનો સમાવેશ થાય છે અને વેલ્શ ટાઉન ઓફ એબેરીસ્ટ્વીથમાંથી ખરીદવામાં આવી હતી. તેમને બે બાળકો છે. તેમના પુત્ર, ડીલન માઇકલ ડગ્લાસનો (ડીલન થોમસ પરથી નામ પાડવામાં આવ્યું), જન્મ 8 ઓગસ્ટ, 2000ના રોજ થયો હતો અને ઝેટા જોન્સે "ટ્રાફિક" માં તેની ભૂમિકા સમયે તેના ગર્ભને સાંકળી લીધો હતો. તેમની દિકરી, કેરીઝ ઝેટા ડગ્લાસનો જન્મ 20 એપ્રિલ, 2003ના રોજ થયો હતો. 
ઝેટા-જોન્સને ડેવિડ અને લિંડન નામના બે ભાઈઓ છે. તેણીના પિતાના પિતરાઇએ ગાયક બોની ટેલર સાથે નજીકના નીથ, વેલ્સ ખાતે લગ્ન કર્યા હતા. તેણીના નાના ભાઈ, લિંડન જોન્સ તેના વ્યક્તિગત મેનેજર અને મિલ્કવુડ ફિલ્મ્સના પ્રસ્તુતકર્તા છે. ઝેટા-જોન્સના માતાપિતા તાજેતરમાં જ તેમની માયલ્સની અસ્ક્યામતોથી સ્થળાંતરિત થઇ સ્વાનસી કિનારાથી પશ્ચિમ તરફ 3 કિમી વધુ દૂર 2 મિલિયન પાઉન્ડના ઘરમાં આવ્યા, જેની ચૂકવણી તેમની પુત્રીએ કરી. 

2004માં, ડગ્લાસ અને ઝેટા-જોન્સે સ્ટોકર ડોનેટ નાઇટ વિરૂદ્ધ કાયદાકીય પગલા લીદા, જેના પર કેથરિનના જીવન પર જોખમ ઉભું કરતા ચિત્રો ધરાવતા પત્રો દંપતિને મોકલવાનો આરોપ હતો. ઝેટા જોન્સે જણાવ્યું કે આ ધમકીથી તે ખૂબ ડરી ગઇ હતી અને માનસિક રીતે ભાંગી પડી હતી. નાઇટે એવો દાવો કર્યો હતો કે તે ડગ્લાસના પ્રેમમાં હતી અને ઓક્ટોબર 2003 અને મે 2004 વચ્ચે થયેલા ગુનાનો તેણે સ્વીકાર કર્યો હતો. તેણીને ત્રણ વર્ષ જેલવાસની સજા આપવામાં આવી હતી. 

કારકીર્દિ
આંતરરાષ્ટ્રીય સફળતા (2002–આજ સુધી)
પ્રારંભિક કામગીરી (1994-95)
અંગત જીવન