Ο Wilmer Valderrama ξεκίνησε να βγαίνει με το μοντέλο Amanda Pachecho τον Μάιο του 2019. Της έκανε την πρόταση γάμου στη La Jolla του Σαν Ντιέγκο, την 1η Ιανουαρίου 2020 και οι δύο μοιράστηκαν φωτογραφίες της πρότασης, γράφοντάς τη λεζάντα: "Τώρα είμαστε μόνο εμείς, 01-01-2020."
View this post on Instagram
'Έναν χρόνο μετά, οι δυο τους υποδέχτηκαν το πρώτο τους παιδί, μια κόρη.
Πριν από την Pachecho όμως ο ηθοποιός είχε μια μακρά λίστα από σχέσεις και φλερτ με διάφορες διάσημες που ήταν στα πρωτοσέλιδα των περιοδικών τη δεκαετία του 2000!
Ο Wilmer Valderrama και η Demi Lovato συνδέθηκαν ερωτικά το 2010 και είχαν σχέση για σχεδόν έξι χρόνια πριν χωρίσουν οριστικά. Προηγουμένως, υπήρχαν έντονες φήμες ότι βρισκόταν σε σχέση με την τραγουδίστρια Avril Lavigne, μετά το χωρισμό της από τον Deryck Whibley, καθώς και με τη Rihanna.
Το 2006 φημολογούνταν ότι έβγαινε με την Ashlee Simpson, και ο ίδιος μίλησε για τη σχέση τους στο The Howard Stern Show. Το 2004 έβγαινε για ένα μικρό χρονικό διάστημα με τη Lindsay Lohan και με τη Mischa Barton, ενώ ο Wilmer Valderrama και η ηθοποιός Mandy Moore είχαν σχέση μεταξύ 2000 και 2002 με πολλά σκαμπανεβάσματα.
Ο ηθοποιός, επίσης, είπε κάποτε στον Howard Stern ότι είχε ένα μικρό φλερτ με την Jennifer Love Hewitt, το οποίο χρονολογείται στο 1999, αμέσως μετά από τη σχέση του με την Christina Millian!