在电视剧拍摄的过程中,陈思成开始追求佟丽娅,但是佟丽娅起初不打算找个圈中男友又怕陈思成是爱上戏中的“沈冰”而不是真正的爱上了自己。这时候好友杨幂知道此事之后,一直劝说佟丽娅要勇于尝试,不要顾虑太多。于是,在拍摄结束后,两人正式开始交往,玩起了地下情。
2012年2月8日,陈思成和佟丽娅被曝同时现身日本成田机场,被粉丝撞到手牵着手,还戴着“情侣帽”,而此前陈思成曾透露情人节将在国外度过。情人节那天,陈思成还在微博写下爱情感言,并晒出玫瑰花和牵手照。后来在快乐大本营现场,两人也承认,2012年的情人节两人是在一起度过。14年1月16日,陈思诚和圈内女友佟丽娅的婚礼,在南太平洋岛屿大溪地举行。