Từng bước qua hai cuộc hôn nhân nhưng Diễm Hương ít khi đề cập trên truyền thông vì sợ ảnh hưởng đến gia đình cũng như đời sống riêng tư của những người cũ. 

"Nếu như hôn nhân bắt đầu bằng sự tự nguyện thì mình sẽ chấp nhận với mọi điều xảy ra. Còn tôi thời điểm đó đang là Đương kim Hoa hậu, ít nhiều mong muốn phát triển sự nghiệp thì bỗng dưng phải... kết hôn nên rất... sốc. Thời điểm đó, mọi người hay nói tôi giấu chuyện kết hôn vì thực ra tôi chưa bao giờ chấp nhận việc mình đã có chồng", Diễm Hương chia sẻ trong talkshow "Lối ra" lên sóng FPT Play.

Hoa hậu cho biết, cô bước vào mối quan hệ hôn nhân lúc chỉ mới 20 tuổi, vừa đăng quang hoa hậu và chưa sẵn sàng làm vợ. 

"Anh ấy đem tờ giấy đăng ký kết hôn về, tôi cũng ký cho vui nhưng không ngờ đối phương đem tờ giấy đó ra để làm chính thức nên tôi rất không cam tâm. Ngày hôm nay, tôi nói ra hẳn nhiều người vẫn thấy khó tin. Nhưng có những chuyện không xảy ra trong cuộc sống của mình thì chưa chắc với người khác đã như vậy. Nhiều người cay nghiệt sẽ nói hoa hậu thì phải gài đại gia chứ làm gì có chuyện đại gia phải gài bẫy để hoa hậu thành vợ. Thực sự thời điểm đó, anh ấy quá yêu và sợ mất tôi, đó là câu chuyện mà tôi cũng không nghĩ sẽ xảy ra với mình", Diễm Hương chia sẻ thêm.

Dù từng gặp sóng gió khi kết hôn với đại gia, Diễm Hương cho rằng câu chuyện kiều nữ và đại gia là điều hoàn toàn bình thường trong cuộc sống hiện đại. Giống như ông bà xưa có câu "Trai tài gái sắc", mỹ nhân sinh năm 1990 quan niệm "mây tầng nào thì đi với mây tầng đó". "Tại sao một cô gái cố gắng rất nhiều để trau chuốt vẻ ngoài xinh đẹp, đồng thời khẳng định nhan sắc, trí tuệ qua nhiều cuộc thi sao lại phải chọn những anh không có chí tiến thủ. Chỉ người không có ý chí mới an lòng với cuộc sống bình thường ăn đủ ngày hai bữa", Diễm Hương bày tỏ quan điểm.

Việc lập gia đình lần đầu một cách bất ngờ khiến hoa hậu thời điểm đó vấp phải sự phản đối từ gia đình. 

Mẹ cô không muốn nhìn mặt con, còn ba cô dù rất thương con, thương cháu nhưng vẫn phải tôn trọng quyết định của vợ.

Mâu thuẫn giữa cô và bố mẹ kéo dài đến lúc cô kết hôn lần hai và sinh con đầu lòng. Người đẹp đón quý tử Noah Nguyễn tại một bệnh viện ở Mỹ, chỉ có người chồng thứ hai bên cạnh mà không có bất cứ người thân nào khác. 

Sau khi làm mẹ, Diễm Hương chỉ ở nhà trong hai năm, hoàn toàn phụ thuộc vào chồng về mặt kinh tế. "Tôi chấp nhận dừng lại sự nghiệp để có cuộc sống bình thường cho chồng bay xa, nhưng anh không trân trọng. Khi cãi vã, những lời sỉ nhục như một cú tát khiến tôi quyết định mình không thể ngồi không như vậy nữa". 

Từ hai bàn tay trắng, cô cố gắng tạo dựng cuộc sống mới bằng cách cắt hoàn toàn tinh bột, hạn chế tối đa đường và giảm 25 kg trong một tháng rưỡi. Cô quay lại showbiz mạnh mẽ bằng nhiều dự án quảng cáo, đóng phim, dù ốm cũng không nghỉ vì muốn kiếm tiền bằng mọi giá. 

Đối mặt với thăng trầm trong cuộc sống, chính con trai là người giúp hoa hậu hàn gắn những vết thương lòng. Đến năm con 3 tuổi, Diễm Hương mới có thể cho con gặp ông bà ngoại. Là người tình cảm, cậu nhóc thay cô bày tỏ yêu thương với đấng sinh thành - điều mà cô dù muốn nhưng chưa bao giờ trực tiếp làm được. Nhờ có bé Noah, mọi người trong gia đình Diễm Hương xích lại gần nhau hơn, những mâu thuẫn trong gia đình cũng dần được hóa giải.

Diễm Hương đăng quang ngôi vị Hoa hậu Thế giới người Việt năm 2010. Cô đại diện Việt Nam thi Miss Earth 2010 và lọt top 14. Cô cũng góp mặt tại cuộc thi Miss Universe 2012 ở Mỹ. 

Người đẹp từng bí mật kết hôn với một đại gia bất động sản năm 2011 và ly hôn năm 2012. Năm 2015, cô kết hôn lần hai và có một con trai. Hiện cô chủ yếu kinh doanh, ít tham gia showbiz.