Всего у актрисы двое детей.
В 2022 году Сандра Буллок отметила, что намерена взять перерыв в карьере на несколько лет, чтобы отдохнуть от кино и полностью сосредоточиться на воспитании детей. Она планирует вернуться на экраны в 2026 году, а пока продолжает жить спокойно и уединенно.
Папарацци удалось запечатлеть 61-летнюю Сандру с дочерью Лайлой в Калвер-Сити, Калифорния. Они направлялись на праздник в честь дня рождения одной из подруг школьницы. Буллок была одета в леггинсы, топ и куртку, стараясь защитить Лайлу от вспышек фотокамеры, пока та несла пакет с подарком.

У Буллок двое приемных детей: 16-летний сын Луи Бардо, которого она усыновила в 2010 году, и дочка, появившаяся в семье в 2015 году. Актриса самостоятельно воспитывает детей.
В 2005 году звезда узаконила свои отношения с производителем мотоциклов Джесси Джеймсом. Однако в марте 2010 года в СМИ стали появляться слухи о его неверности, которые он сам позже подтвердил. В следующем месяце Сандра подала на развод, и процесс был официально завершен в июне 2010 года.

