В отличие от Дженнифер Лопес или Сары Хайланд, Элизабет не стала делиться радостной новостью с поклонниками в социальных сетях, поэтому никаких постановочных кадров или видеозаписей западные СМИ предоставить не смогли. Примечательно, что для звезды фильма «Мстители: Эра Альтрона» это вторая по счету помолвка. Несколько лет назад она обручилась с актером Бойдом Холбруком, которого зрители знают по сериалу «Нарко», однако в 2014 году звездная пара рассталась.
Последний раз Олсен попала в объективы фотокамер 25 июля во время шоппинга в Лос-Анджелесе. На безымянном пальце ее левой руки виднелось кольцо с крупным драгоценным камнем, но является ли украшение подарком от жениха, пока достоверно неизвестно. Возможно, как и ее коллега по «Мстителям» Скарлетт Йоханссон, актриса продемонстрирует помолвочное кольцо позже.
С Робби Арнеттом Элизабет познакомилась в 2016 году. В марте 2017 года папарацци запечатлели их на прогулке в Нью-Йорке, после чего спустя несколько месяцев они подтвердили отношения на красной дорожке препати премии «Эмми».