Первого мужа Климова встретила еще школьницей, второй брак начался со служебного романа, а третий — с отношений с актером, который был младше нее. В каждом из этих союзов появились дети, однако сохранить семью актрисе не удалось.
Первый брак с Ильей Хорошиловым
Илья Хорошилов появился в жизни Климовой задолго до ее известности. Они познакомились еще в школе, вскоре после выпускного молодой человек сделал Екатерине предложение. В 2002 году у супругов родилась дочь Елизавета.
К тому времени Климова уже начала сниматься, и ее карьера быстро набирала обороты. Что именно стало причиной проблем в первом браке, достоверно неизвестно. В 2003 году супруги уже жили раздельно. В тот же период актриса получила роль Натальи Репниной в сериале «Бедная Настя».
Тогда же в ее жизни появился Игорь Петренко. Актеры уже давно были знакомы, однако роман начался во время совместной работы.
Второй брак с Игорем Петренко
Климова и Петренко познакомились в начале нулевых, а в 2003 году встретились на съемках сериала «Лучший город Земли». Именно тогда между ними начались отношения. Уже в декабре 2004 года актеры поженились.
Петренко принял дочь Екатерины от первого брака. В 2006 году у пары родился сын Матвей, еще через два года — Корней. Со стороны их семья долго казалась благополучной: оба активно снимались, вместе воспитывали детей и появлялись на публике. Климову и Петренко называли одной из самых красивых актерских пар.
Проблемы в отношениях стали достоянием общественности в 2013 году, когда появились фотографии Климовой с музыкантом Романом Архиповым. Петренко признавался, что после этого между супругами произошел серьезный конфликт, однако ответственность за случившееся актер возлагал в том числе на себя.
После этого супруги еще пытались сохранить отношения, но в 2014 году официально развелись. К тому моменту в жизни Климовой уже появился новый мужчина — актер Гела Месхи.
Третий брак с Гелой Месхи
С Месхи актриса познакомилась в 2013 году на съемках сериала «Волчье солнце». Екатерина тогда переживала расставание с Петренко. Гела несколько раз предлагал ей выйти за него замуж, однако Климова не спешила снова идти в загс.
В 2015 году пара все-таки поженилась. В том же году родилась их общая дочь Изабелла, которую в семье называют Беллой. Свои отношения супруги старались не обсуждать и редко делились подробностями семейной жизни.
Этот брак продлился около четырех лет. Незадолго до очередной годовщины свадьбы стало известно, что Климова подала на развод. В 2019 году супруги официально расстались. Причины решения актриса не раскрывала. После развода Климова и Месхи сохранили отношения ради дочери. Сама актриса после третьего развода больше замуж не выходила.