A kanadai pilóta párja a karrierje kezdetén Paul Gros d'Aillon lánya, Sandrine volt, aki ekkoriban Montrealban tanult. Kapcsolatuk négy évig tartott, az 1990-es évek végén szakítottak.
Villeneuve következő barátnője Vanessa Mae hegedűvirtuóz volt, akivel a lány hazájában, Szingapúrban találkozott először, amikor egy gokartversenyen járt. A lánnyal nemcsak a zene, hanem a sport szeretetét is közösen élvezték, hiszen Vanessa kiválóan síel, a 2014-es téli olimpián Thaiföld színeiben indult el.
Későbbi menyasszonyával, Dannii Minogue-gal az 1999-es Spanyol Nagydíjon ismerkedett meg. Az ausztrál lány hétévesen kezdte pályafutását az egyik helyi televízióban, szerepelt számos szappanoperában majd énekesi karrierbe kezdett. Azóta látható volt már színházakban, volt egy saját rádióműsora és megalapította divatmárkáját is. Hazájában igazi stílusikonnak számít, kreációinak első darabjait tíz nap alatt elkapkodták, újabb kollekcióinak darabjait viseli a tehetségkutató műsorokban is, melyekben zsűritagnak kérték fel.
Amikor Dannii a pilótával találkozott, már túl volt egy házasságon és egy váláson is, korábban Julian McMahon színész volt a férje. A lány nem sokkal Villeneuve-vel való megismerkedése után annak monacói otthonába költözött, majd 1999 októberében el is jegyezték egymást egy romantikus vacsorán. A pletykák szerint szilveszter éjjel házasodtak volna össze, a ceremóniára a versenyző és az énekesnő több kollégája, számos ismert ember meghívót kapott. A koszorúslányok Dannii nővére, a szintén énekes Kylie és a pilóta testvére, Melanie lettek volna. Az esküvő végül elmaradt, egy ausztrál lap szerint azért, mert a lány ex-férje is azokban a napokban házasodott újra.
Villeneuve néhány héttel később azt nyilatkozta, hogy még nem is tervezték meg az esküvőt, mert nem akartnak semmit elsietni. Kapcsolatuk ezután még egy évig tartott, 2001-ben váltak szét, de a mai napig jóban vannak. Mivel Dannii párszor ellátogatott a pilótával a versenyekre, a sajtóban többször is szárnyra kaptak a hírek, hogy újra együtt vannak, de ezt az énekesnő többször is cáfolta és úgy gondolja, nem jelent semmit, ha néha a versenyző vendégeként nézi végig a futamokat a paddockban.
Jacques következő barátnője az amerikai táncos Ellen Green volt, aki ekkoriban a New York City Balett Társaság, majd a Dán Királyi Balett tagja volt. Elly-vel 2001 elején találkoztak először, később el is jegyezték egymást, de kapcsolatuk 2005-ben véget ért.
A versenyző első feleségét, Johanna Martinezt 2006 májusában, szűk körű ceremónia keretében vette el Svájcban. Közvetlenül ezután bejelentették, hogy novemberre várják első gyermeküket, Jules-t, akit egy évvel később még egy fiú, Jonas követett. 2009 nyarán szakításukról szóló pletykák keringtek a kanadai médiában, amik igaznak is bizonyultak, hiszen a pár júliusban elvált.
Jelenlegi feleségével, Camila Lopez brazil modellel 2012 júniusában, Sao Paolóban kötötte össze életét, közös gyermekük 2013 januárjában jött világra.
Pletykák szerint korábban a teniszező Martina Hingis és az énekesnő Natalie Imbruglia is a pilóta barátnőinek sorát bővítette.
