Mathieu Kassovitz a été marié à l'actrice Julie Mauduech pendant plusieurs années. Il a joué et dirigé sa compagne dans le film "Métisse" et elle a fait une très brève apparition dans "La Haine". Ensemble, ils ont eu une fille, Carmen.  Après leur divorce, il entretient une relation avec le mannequin Aurore Lagache, avec laquelle il a deux autres enfants : Max et Ava.  Depuis 2014, il est en couple avec Aude Legastelois-Bidé, une actrice de 20 ans sa cadette.
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