2012年7月，李晨与张馨予传出绯闻，二人前往酒吧，随后被曝光一起回到住所。一个月后(8月23日)，张馨予在微博上晒出李晨送她的石头心时，被网友扒出同样的石头，李晨不仅送过前女友，还送过妈妈。9月10日，张馨予发声明承认与李晨分手，李晨并未对分手做出任何回应。两人从公开到分手仅仅20天，可谓是闪恋闪分。

张馨予曾在微博上晒出李晨送给自己的一颗心形石头，寓意着爱情坚不可摧。不想李晨前女友迪丽娜尔晒出同样的心形石头并调侃“你是批发了一堆么”

绯闻也发生在《北京爱情故事》时期，当时正在与洋妞热恋的李晨突然改变方向，抛弃洋妞与张歆艺触电。 曾有媒体抓拍到张歆艺李晨深夜穿情侣T恤到咖啡店，两人举手投足间默契十足，而且在微博也频频互动，感情很好，在《北爱》播出的时候，李晨的父母都觉得如果两人之间的感情要是真的就好了。不过，两人却在媒体面前坚定地否认。

黄海波前女友莫小棋与李晨不仅是好友，且他们从小一起长大可谓是发小，感情之好就不用人说了。莫小棋说二人很早就认识，却很难来电，李晨还补充：“是的，有点惋惜，我认识她太早了，应该晚两年的”。

有传李晨真正的初恋是《十七岁不哭》中的牛萌萌，李晨因为出演该剧里面的简宁成为万千少女的偶像。之后牛萌萌与韩庚、张默传出绯闻。