Ayahnya adalah penganut agama Buddha, sedangkan sang ibu adalah seorang Katolik.
Keberagaman dalam keluarganya membuat Dian mengalami perjalanan spiritual.
Dia mempelajari berbagai macam agama, mulai dari Buddha, Katolik, Kristen, hingga Hindu. Pemeran Cinta dalam film AADC ini akhirnya menjatuhkan pilihannya pada agama Islam seperti agama kakeknya, Sunario Sastrowardoyo.
Dian akhirnya memantapkan dirinya untuk memeluk agama Islam dan mengucapkan syahadat pada hari Isra Mi’raj, 21 Agustus 2006 di usia 22 tahun.
Pada 18 Mei 2010, Dian resmi menikah dengan CEO PT Mugi Rekso Abadi (MRA) Group Maulana Indraguna Sutowo di Hotel Dharmawangsa, Kebayoran Baru, Jakarta Selatan.
Pernikahan tersebut digelar dengan adat Yogyakarta dan turut dihadiri oleh mantan Ketua MPR Taufik Kiemas.
Pasangan ini kemudian dikaruniai putra pertamanya pada pertengahan Juli 2011 yang diberi nama Shailendra Naryama Sastraguna Sutowo.
Kemudian, keduanya kembali diliputi kebahagiaan dengan lahirnya anak kedua berjenis kelamin perempuan yang lahir pada 7 Juni 2013.
Bayi perempuan tersebut diberi nama Ishana Ariandra Nariratana Sutowo.
Riwayat Pendidikan Dian Sastrowardoyo
Dalam pendidikan, Dian mengenyam seluruh bangku pendidikan di sekolah Katolik.
Dia memulai pendidikan kanak-kanak di TK Don Bosco. Kemudian, Dian melanjutkan ke tingkat pendidikan dasar di SD Strada Van Lith II.
Setelah lulus, Dian bersekolah di SMP St. Vincentius Otista. Pendidikan menengahnya diakhiri di SMA Tarakanita 1, Kebayoran Baru, Jakarta Selatan.
Tidak berhenti sampai di situ, Dian melanjutkan pendidikannya ke jenjang sarjana.
Dia berhasil lulus di Jurusan Filsafat, Fakultas Ilmu Budaya, Universitas Indonesia (UI) pada tahun 2007.
Setelahnya, Dian kembali menempuh pendidikan dengan mengambil program master di kampus yang sama dengan Jurusan Manajemen Keuangan, Fakultas Ekonomi.
Berkat usaha dan kerja kerasnya, Dian berhasil lulus pada tahun 2014 dan meraih predikat cumlaude dengan IPK 3,76.