O ator se separou da designer de produção Eve Mavrakis, mãe de suas quatro filhas, em 2017. Na mesma época, ele iniciou um relacionamento com a atriz Mary Elizabeth Winstead, sua colega na série "Fargo". O divórcio foi assinado oficialmente em 2020, e McGregor e Winsted tiveram um filho em 2021, antes de se casar em 2022.