进入娱乐圈后,柯佳嬿也有几段轰轰烈烈的恋情。在2005年,她与柯宇纶合作电影《一年之初》陷入爱河。当时柯佳嬿的前段婚姻被曝光,柯宇纶还说:“她有没有结婚对我来说不重要”。不过这段恋情维持了2年10个月就以分手告终。分手的时间是柯佳嬿在拍摄《比赛开始》时,柯佳嬿的说法是,“也许本来就有些问题,刚好那时分开来,彼此静一静,所以双方决定分手。”
不过有传闻是柯佳嬿在拍摄《比赛开始》期间和男主角李国毅长时间待在偏远的花莲,两人之间有暧昧。后来李国毅的经纪人否认了这段绯闻。
在2010年,柯佳嬿做客《康熙来了》时,坦承与王柏杰已经交往了一年多。王柏杰也是知名的演员,出演过《九降风》、《十月围城》等影片。热恋中的柯佳嬿甚至发表爱的宣言:“到世界末日前,我们不会分手!”那时柯佳嬿在《艋舺》演床戏也得先征得男友王柏杰同意。