Rosie a Elizabeth se spolu poprvé na veřejnosti ukázaly v listopadu 2017. Ve vztahu jim nebránilo ani to, že každá žije v jiném městě.
„Ona teď žije v Bostonu a já tady v New Yorku. Je to vztah na dálku. Je to skvělé. Myslím, že je to nádherná žena. Je velmi vyrovnaná, nenechá si do ničeho mluvit a miluje svou práci. Je to neuvěřitelná mladá žena,“ prohlásila herečka o své nastávající, kterou si však hned brát nebude. „Bude to za dlouho, někdy v budoucnu. Obě jsme se rozhodly, že to tak bude nejlepší.“
Přestože je dělí 23 let, nevidí v tom žádný problém. „Stále jí říkám, že jsem pro ni příliš stará. Ale zdá se, že ji to nezajímá. Říká mi: Byla jsem v armádě! Každý den riskuji a myslíš, že nevím, s kým chci randit? Odpovídám jí: V pořádku, myslím, že máš pravdu. Má hodně dobré argumenty,“ uvedla.
Pro O’Donnellovou to bude už třetí svatba. V letech 2012 až 2015 byla provdaná za Michelle Roundsovou, která loni v září spáchala sebevraždu. Vychovávaly spolu adoptivní dceru Dakotu (5).
Z prvního manželství s Kelli Carpenterovou, kterou si herečka vzala v roce 2004 a rozvedla se s ní o tři roky později, má O’Donnellová čtyři děti. Syna Parkera (23) adoptovala v roce 1995. Pak adoptovala dceru Chelsea (21), která se s ní ovšem nestýká. Adoptovaný je také syn Blake (18). Dcera Vivienne (15) se narodila po umělém oplodnění.