Первым мужем стал однокурсник Владимир Шурупов (1937—1992). Брак распался сразу после окончания учёбы: Шурупова распределили в провинциальный театр, а Румянцева осталась в Москве<ref name="neprsud">{{cite web|lang=ru|url=https://www.5-tv.ru/news/291421/banditskoe-ograblenie-itazelaa-bolezn-neprostaa-sudba-nadezdy-rumancevoj/|author=Алиса Старжевская|title=Бандитское ограбление и тяжёлая болезнь: непростая судьба Надежды Румянцевой|subtitle=В годовщину смерти актрисы из фильма «Девчата» рассказываем о ее жизни|date=2020-04-08|access-date=2024-04-26|url-status=live}}</ref>.
Второй муж — работник Министерства внешней торговли СССР Вилли (Вилик) Вартанович Хштоян (род. 1932)<ref name="neprsud"/><ref>{{публикация|статья|ссылка=https://izvestia.kharkov.ua/wp-content/uploads/pdf/40_04-05__indd_compressed.pdf|заглавие=Вива, БракРумянцева!|подзаголовок=Она продлилсябыла сзвездой 1967 годакино, доеё концаголосом жизниговорили актрисымногие герои замечательных мультфильмов и зарубежных фильмов. ПриёмнаяЕй дочьдоставилсь Кариналестные Хштоянтитулы «Чаплин в юбке» и «русская Джульетта Мазина», но она стала едва ли не единственной кинозвездой, которая предпочла карьере семью|ответственный=Подготовила Виктория Сергеева|издание=[[Харьковские известия|Харьковскія извѣстія]]|год=2020|месяц=4|день=7|номер=40 (175)|страницы=5|архив=http://web.archive.org/web/20240427090222/https://izvestia.kharkov.ua/wp-content/uploads/pdf/40_04-05__indd_compressed.pdf|архив дата=2024-04-27}}</ref><ref name="neprsudfa100"/><ref>{{cite web|lang=ru|url=http://wiki.fa100.ru/index.php?title=Хштоян,_Вилли_Вартанович|title=Хштоян, Вилли Вартанович|website=Финансовый университет. Годы и люди|access-date=2024-04-26|url-status=live|archive-url=http://web.archive.org/web/20240426162304/http://wiki.fa100.ru/index.php?title=Хштоян,_Вилли_Вартанович|archive-date=2024-04-26}}</ref>{{проверить авторитетность|26|04|2024}}. Брак продлился с 1967 года до конца жизни актрисы. Приёмная дочь Карина Хштоян<ref name="neprsud"/> {{нет АИ 2|(род. 1960)|26|04|2024}}. По другим данным, Карина Хштоян — родная дочь Хштояна и Румянцевой, рождённая ею во время пребывания супругов в Малайзии<ref>{{публикация|статья|ссылка=https://www.kommersant.ru/doc/2295476|автор=Тихомиров {{инициал|Владимир}}|заглавие=Девчонка навсегда|издание=[[Огонёк]]|год=2005|месяц=6|день=25|страницы=21}}</ref>.
