Na początku 2013 pojawiły się pogłoski o związku François Hollande’a z francuską aktorką Julie Gayet, co skłoniło ją do skierowania do sądu powództwa dotyczącego naruszenia jej prywatności. 10 stycznia 2014 tabloid „Closer” zamieścił siedem stron relacji i zdjęć na temat potajemnych spotkań prezydenta i aktorki w mieszkaniu wynajmowanym przez przyjaciół Julie Gayet w pobliżu Pałacu Elizejskiego. Zostało to szeroko skomentowane przez tak światowe jak i francuskie media, które w przeszłości raczej nie zajmowały się szczegółami życia prywatnego prezydentów. François Hollande powiedział, że żałuje „naruszenia jego prywatnego życia” i myśli o krokach prawnych, jednak nie zaprzeczył istnieniu samego romansu. Po kilkunastu dniach François Hollande oficjalnie ogłosił rozstanie z Valérie Trierweiler. François Hollande i Julie Gayet zawarli związek małżeński w 2022.
Jego bratem był muzyk jazzowy Philippe Hollande (1952–2017).
Wybrane publikacje La gauche bouge (współautor, pod pseudonimem Jean-François Trans), 1985. L’Heure des choix.