Lương Thế Thành - Thúy Diễm nên duyên từ "phim giả tình thật". Cả hai được dân tình ưu ái gọi là cặp đôi vàng trong làng Vbiz. Lương Thế Thành và Thúy Diễm là những người bạn đồng nghiệp thân thiết khi đóng chung qua hai bộ phim Trái Tim Hoa Hồng và Rau muống tháng chín. Cùng sở hữu ngoại hình sáng cùng khả năng diễn xuất tốt, cặp đôi nhận được nhiều tình cảm yêu mến từ khán giả.
Cho đến phim Ranh Giới Tình vào năm 2013 thì cặp đôi chính thức yêu nhau. Thúy Diễm là người chủ động tỏ tình trước, trong một lần đi chơi cùng nhóm bạn, Thúy Diễm ghé sát tai Lương Thế Thành rồi nói: "Em yêu anh".
Năm 2016, cả hai chính thức lên xe hoa. Năm 2018, cặp đôi đã hạ sinh một bé trai kháu khỉnh. Đây được xem là món quà vô giá dành cho chuyện tình đẹp như mơ của cả hai. Tên ở nhà của cậu bé là Bảo Bảo và tên tiếng Anh là Bredan. Khi mới sinh, cô có cảm giác như bị ra rìa vì chồng giành hết phần chăm em bé. Lương Thế Thành cho biết, anh muốn vợ được nghỉ ngơi và chỉ yên tâm khi tự mình làm tất cả.
Thúy Diễm còn từng chia sẻ rằng khi cô quay phim với các bạn diễn khác, thường sẽ gọi điện trao đổi với ông xã để cả hai thấu hiểu hơn. Đặc biệt khi phim có những cảnh nóng với bạn diễn nam.
Thúy Diễm cũng bộc bạch, thỉnh thoảng đôi vợ chồng son có những mâu thuẫn nho nhỏ, nhưng mọi việc được giải quyết rất nhanh. Chồng cô thỉnh thoảng gây bất ngờ cho bà xã bằng những hành động yêu thương trước đám đông.
Dù bận rộn với công việc nhưng Thúy Diễm vẫn luôn là một người vợ, người mẹ sống vì gia đình, hết lòng chăm lo cho chồng con. Cô từng chia sẻ: "Hạnh phúc chỉ đơn giản là hai tiếng gia đình thiêng liêng". Chính vì sự chia sẻ, thấu hiểu trong công việc nên cặp đôi luôn giữ được lửa hôn nhân.