لیلا حاتمی ازدواج کرده و همسرش علی مصفا است. وی دو فرزند به نامهای عسل و مانی دارد. لیلا حاتمی به پنج زبان انگلیسی و فرانسه و فارسی و آلمانی و ایتالیایی صحبت میکند.
تحصیل لیلا حاتمی در خارج از کشور و بازگشت به ایران
او در رشتهٔ ریاضی فیزیک در تهران دیپلم گرفت. برای ادامهٔ تحصیل به لوزان سوئیس رفت. در دانشگاه پلی تکنیک در رشتهٔ مهندسی برق شروع به تحصیل کرد. تحصیل در این رشته را پس از دو سال نیمه کاره رها کرد و به دانشگاه لوزان، سوئیس رفت و آن جا ادبیات فرانسه خواند. به علت بیماری پدرش در ۱۳۷۵ تحصیل را نیمه کاره رها کرد و به ایران بازگشت.