Семенович рассказывала, что родители до 18 лет запрещали ей общаться с противоположным полом. Семенович в тот момент серьезно занималась фигурным катанием, а благодаря продюсеру Даниилу Мишину она переключилась на музыку и попала в группу под названием «Ангелы Чарли». У Ани и Даниила был серьезный роман, они жили вместе, даже думали о браке. Тем не менее, через пять лет отношений они расстались.
Вскоре Семенович встретила бизнесмена по имени Руслан. Этот роман продлился почти семь лет, пока не выяснилось, что у мужчины есть другая семья. Бизнесмен предлагал певице уйти из «Блестящих» и уехать с ним в Америку, но артистка выбрала карьеру. Предприниматель купил для них квартиру в Москве, которую оставил ей после расставания. «За то, что ты подарила мне столько любви, сколько я никогда не знал. И чтобы ни случилось, у тебя всегда есть, где жить, есть крыша над головой», – цитировала она слова бывшего возлюбленного.
В 2004 году Анна Семенович снималась в сериале «Холостяки». Тогда же СМИ писали о том, что между певицей и одним из исполнителей главных ролей в этом фильме, Олегом Фоминым, вспыхнул роман. Сама Семенович всячески поддерживала это убеждение: она появлялась вместе с Фоминым на светских раутах и рассказывала о том, как развиваются их отношения. Однако позже Фомин и Семенович объявили, что романа не было. А была пиар-акция, чтобы помочь продвижению сериала. Несмотря на это, в одной из передач Семенович обвинили в том, что она стала причиной развода актера с женой и «увела» его из семьи.
В середине нулевых у певицы были отношения с бизнесменом и политиком Игорем Аккуратовым, который был старше на 15 лет. По слухам, именно по его просьбе Анна ушла из «Блестящих». Этот роман Семенович не афишировала и о причинах расставания в 2008 году ничего не говорила.
Следующим мужчиной в жизни Семенович снова стал бизнесмен – Дмитрий Кашинцев, с которым она познакомилась через общих друзей. В одном из интервью певица говорила, что встретила мужчину после паломнической поездки, где она просила о любви. Они начали жить под одной крышей через пару месяцев после знакомства. Они были вместе около трех лет и не комментировали расставания. Затем у Анны был короткий роман с банкиром Иваном Станкевичем. СМИ писали, что причиной разрыва стала чрезмерная ревность мужчины.
В 2020-ом Семенович заподозрили в романе с телеведущим Дмитрием Губерниевым: по интернету разлетелись снимки звезд, гуляющих по подмосковному поселку. Более того, папарацци даже запечатлели их поцелуй. Отвечать пришлось Анне, которая объяснила подписчикам в соцсетях, что это были просто съемки клипа. «Мы с Димой, может быть, и могли быть очень красивой парой, но точно не в этой жизни. Мое сердце занято, а он уже много лет безнадежно влюблен и счастлив со своей супругой», — написала экс-солистка «Блестящих».
С декабря 2022-го Анна снова в отношениях, но не показывает возлюбленного и особо ничего о нем не раскрывает. Пара задумывается о рождении детей.
В ноябре 2023-го певица рассказала порталу The Voice, с кем она встречалась: «Крупный, брутальный, статный – под стать мне. Мы очень гармонично смотримся вместе. А еще он очень умный, с прекрасным чувством юмора – это меня в нем заводит особенно».
Семенович ранее рассказывала, что замораживала свои яйцеклетки. «Я дважды это прошла, считаю, это может помочь женщинам, у которых есть проблемы с деторождением. К сожалению, фертильный возраст женщин имеет некий срок годности и поэтому замороженные яйцеклетки – это некая подстраховка для женщины, которая мечтает стать мамой в более зрелом возрасте. Я буду очень хорошей мамой», – говорила певица в эфире шоу «Центральное телевидение» на канале НТВ.