Godinu dana od smrti Tredrea, Kate je upoznala svog prvog supruga, Jima Threapletona, a u braku su dobili i kći Miu. Glumica je kasnije izjavila kako je njihov odnos od početka bio problematičan i kaotičan, te da je u tom periodu zaboravila slušati što joj govori njezino srce. Par se razveo 2001., godinu dana nakon što se Mia rodila. Nije prošlo mnogo vremena, a pojavio se novi šarmantni muškarac koji je Kate oborio s nogu. Redatelj Sem Mendes ponudio joj je ulogu, a iako je poslovnu ponudu odbila, Kate se počela viđati s njime. Vjenčali su se 2003., a njihov sin Joe rođen je kasnije iste godine. Stvar se raspala 2010., kada su mediji počeli pisati o navodnoj aferi Mendesa i glumice Rebecce Hall. Razvod je Kate teško pogodio, a kasnije je priznala kako joj je srce bilo potpuno slomljeno te je mislila kako nikada više nikoga neće voljeti.