Sinem Ayyıldız,12 yıldır birlikte olduğu sevgilisi Güldür Güldür Show'un sevilen yüzlerinden Onur Atilla ile 2014 yılında evlendi. 2024 yılında boşandılar. Çiftin iki çocukları var.
Sinem Ayyıldız, Onur Atilla'ya 2002 yılında,lisede aşık oldum diyor. Onur’un yeteneğine ve enerjisine hayran kaldım ve sırf onunla görüşebilmek için tiyatro kulübüne kayıt oldum. İlk oyunun sahneye konulacağı gün kuliste ona çıkma teklif ettim. Bir hafta sonra da görüşmeye başladık. diyor.
