Дарья Мельникова поделилась редким снимком своего старшего сына, названного в честь отца, Артура Смольянинова (признан в РФ иноагентом, включен в список террористов и экстремистов). Актриса опубликовала в социальных сетях кадры с семейной фотосессии, на которых мальчику уже девять лет. У экс-супругов также есть шестилетний сын Марк. В 2021 году Мельникова сообщила о разводе с отцом детей, но отметила, что они поддерживают нормальные отношения. В 2024 году Дарья открыла свои отношения с коллегой Романом Набатовым. 19 июня она сообщила, что вновь стала матерью, опубликовав видео, смонтированное в честь дня рождения своего возлюбленного. В ролике она назвала Набатова мужем, тем самым подтвердив их тайную свадьбу. В конце видео актриса появилась с их общим ребенком на руках, что удивило ее поклонников. Мельникова долго скрывала свою третью беременность, но недавно призналась, что теперь воспитывает дочь.