李谷一当年嫁给金铁霖时也是她的初婚，二人是从师生之情转为相互的爱慕之情才结的婚。婚后李谷一一直想要个孩子，但是，无论怎样努力都不能天遂人愿，究竟是谁的原因，当时也说不清，但因两人都是名人，一点小动静就舆论哗然，因此又不便去医院进行彻底的检查。加上李谷一的社会活动很多，几乎抽不出完整的时间。
渐渐的，离婚就成了二人之间的一个经常性话题。李谷一舍不得离开金铁霖的主要原因是认为他人好，心地善良，为人厚道;二是她也像所有的初婚女人一样，有一种难以割舍的“初婚情怀”。但是金铁霖就要理智的多，他知道李谷一的岁数越来越大，她如果不放弃做妈妈的愿望，这桩婚姻就不能再拖下去了，因此，他多次主动地提出了离婚的问题，最后才把一直犹豫不定的李谷一说服了，两人这才悄悄地办理了离婚手续。
李谷一第二任老公是肖卓能，其家庭背景显赫。他是开国元勋海军司令肖劲光的儿子，目前担任中国海洋技术总公司总经理一职。
当年李谷一与金铁霖离婚后，一度十分冤屈被误解遭谩骂。认为她是喜新厌旧攀高枝。其实不然，知情人都知道她与肖卓能认识时两人都是单身，不存在别情移恋和不忠。
李谷一的婚姻十分幸福，与老公恩爱几十年从未发生争吵。夫妇两人都已年近七旬的老人了，但仍然坚持在各自的岗位上辛勤耕耘。夫妇两做人一直都很低调，有关女儿肖一的信息知道甚微。
李谷一的老公肖卓能是原山东证协副主席，也是开国元勋海军司令肖劲光的儿子，目前是中国海洋技术总公司总经理。
对于李谷一的喜爱，最早源自于他是李谷一的歌迷，而且谁也不认识谁。随着李谷一的《边疆的泉水清又纯》、《洁白的羽毛寄生情》、《难忘今霄》等一支支脍炙人口的歌曲不断在全国唱红，老肖对李谷一的喜爱也渐渐升华为一种情爱和痴迷。严格讲，他是李谷一真正的铁杆歌迷(至今接通老肖的手机，传出的铃声都是他最喜欢的那首《边疆的泉水清又纯》。
虽然老肖在某国家部委的一家大公司里担负着领导工作，但是只要他能够抽得出时间，就一定会跟着李谷一的演出足迹，亲自赶去观看她的现场演出，即便是出差到了外地，只要一听说李谷一也在当地演出，他就会把看李谷一演出当做头等大事来办，想尽一切办法也要出现在李谷一的演出现场。
因此，老肖身上具有着李谷一所有铁杆歌迷的全部特征。然而，老肖的这一切，李谷一都不知情。她也从未意识到在她的大多数演出现场的所有热烈掌声中，始终有一双大手一直在跟随着她，鼓得也最为起劲。
