NSND Thu Hiền gắn bó với Anh hùng lực lượng vũ trang Vũ Ngọc Đỉnh. Chồng hơn nữ nghệ sĩ 12 tuổi. Nghệ sĩ Thu Hiền yêu chồng v́ ông sống giản dị, biết thông cảm và sẻ chia. Ngoài t́nh chồng vợ, vợ chồng Thu Hiền c̣n là người anh, người em, là bạn bè và cũng là đồng đội.
Nữ nghệ sĩ yêu những buổi sáng thức dậy, bà lo mọi việc trong nhà, chồng đi tập thể dục và bao giờ cũng chờ nhau ăn sáng. Trước đây, mỗi khi nghệ sĩ Thu Hiền đi hát xa, chồng lại giúp bà lo cho các cháu rất vẹn toàn.
Nữ nghệ sĩ tiết lộ, có đôi khi bà hỏi chồng: 'Em có khuyết điểm ǵ không?', Anh hùng lực lượng vũ trang Vũ Ngọc Đỉnh nói khuyết điểm duy nhất của vợ là tham việc, mà 'bệnh' đó lại khó sửa.
Nhớ lại những năm tháng sống xa nhau, nghệ sĩ Thu Hiền cho biết: 'Thời chúng tôi, để có thể liên lạc với nhau chỉ có lá thư. Trong thư, đă là vợ chồng th́ sao viết được cảnh yêu đương nữa, nhất là khi tôi hay hát những bài về con người, t́nh yêu quê hương, đất nước... Mọi t́nh cảm tôi không thể hiện bằng lời mà qua những ca khúc, những giai điệu mà tôi đă từng biểu diễn'.
Vợ chồng NSND Thu Hiền không sống cùng các con mà ở riêng. “Chúng tôi nghĩ rất thoáng, thời buổi này không sống chung với các con, để các con được tự do. Các con cháu vẫn qua nhà thăm nom chăm sóc chúng tôi thường xuyên”,
Hai con gái của nghệ sĩ Thu Hiền không theo nghệ thuật. Cả ba mẹ con đều có sở thích làm từ thiện, đă xây 5 căn nhà cho người nghèo.