"Найкращий подарунок". Сенцов показав, як за тиждень після контузії на фронті відсвяткував своє 47-річчя

Сенцов одружений із директоркою з адвокації американської компанії Ridgley Walsh Веронікою Вельч. Вони одружилися влітку 2022 року. У грудні подружжя повідомило, що в них народився син Дем'ян. Наприкінці січня 2023 року Вельч писала, що їхній син набув українського громадянства. На той момент вона з дитиною була у США.

Наприкінці червня Сенцов повідомив, що його дружина й син повернулися в Україну.

Від попередніх стосунків у Сенцова є троє дітей. Дорослі Аліна і Владислав – діти від першого шлюбу. Про народження третьої дитини – доньки Емми – Сенцов повідомив 5 лютого 2021 року. Вона народилася 16 грудня 2020 року. З її матір'ю, українською поетесою Юлією Бабич, Сенцов зустрічався протягом кількох місяців. Про вагітність Бабич дізналася вже після розірвання стосунків.

Вельч народилася в Івано-Франківську, закінчила Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича. Її ексчоловік – колишній координатор руху "Чесно", політичний консультант Андрій Круглашов. У них є спільний син Лев.