Życie osobiste Jego pierwszą żoną była Jana Meladze (z d. Summ, ur. 4 lutego 1976 roku). Ślub pary odbył się 22 lipca 1994 roku. 20 sierpnia 2013 roku ogłoszono, że po 19 latach wspólnego życia para podjęła decyzję o rozwodzie. Dzieci pary – córki: Alisa (ur. 2000) i Lija (ur. 2004) oraz syn Walerij (ur. 2005), pozostały z matką w Kijowie. Jego obecną partnerką jest Wiera Brieżniewa (ur. 3 lutego 1982), piosenkarka i aktorka oraz była wokalistka grupy Via Gra.
Wypadek drogowy na trasie Kijów – Obuchów Wieczorem 27 grudnia 2012 roku, na 32. kilometrze drogi prowadzącej z Kijowa do Obuchowa, Konstantin Meladze, jadąc swoim samochodem marki Lexus, potrącił na przejściu dla pieszych 30-letnią mieszkankę wsi okręgu Kozin Kijewskoj Annę Piszało. Meladze był trzeźwy, nie próbował uciekać, sam zadzwonił na policję, próbował udzielić poszkodowanej pierwszej pomocy. Kobiety nie udało się uratować; zginęła na miejscu wypadku, osieracając dwoje dzieci.