Per quanto riguarda la sua vita privata, Matilda De Angelis ha avuto una breve relazione con Pietro Castellitto, con cui ha recitato in «Rapiniamo il Duce». Dal 2022 è legata sentimentalmente ad Alessandro De Santis, cantante e frontman del duo musicale Santi Francesi. «Vorrei poter raccontare la storia romantica di noi due che ci vediamo per la prima volta a un concerto – diceva l’attrice nel 2024 al settimanale Grazia -, ma la verità è che avevo sentito alcune sue canzoni già due, tre anni fa e che ci siamo conosciuti su Instagram, dove avevamo cominciato a seguirci a vicenda. Come per la vita, che cosa sia o non sia romantico non lo si giudica dall’inizio, ma dalla fine. La nostra è una storia romantica al di là di come è iniziata perché romantici lo eravamo noi».