Наоми никогда не была замужем и не стремилась окольцевать мужчин, хотя на ее счету есть несколько громких романов. В одном из своих недавних интервью модель заявила, что хочет завести ребенка. «Я все время думаю о детях, - говорит она. – Учитывая то, как продвинулась сейчас наука, я могу сделать это когда захочу». О будущем отце ребенка Кэмпбелл говорит весьма неоднозначно. Пока у нее нет кандидата на эту роль, но она считает, что у отца ее детей должна быть хорошая фигура, которую сможет унаследовать и ее ребенок. Для нее также важно, чтобы у него были родительские инстинкты и желание иметь семью.
Ранее Наоми состояла в длительных отношениях с российским миллионером Владиславом Дорониным. Он даже сделал «черной пантере» предложение, однако до свадьбы дело так и не дошло. Владислав закрутил роман с одной из участниц шоу The Face, судьей которого была Кэмпбелл.