長年以來，陳偉霆的感情世界在娛樂圈中始終充滿神秘感。他雖然身為高人氣男星，過去卻極少在公開場合談論戀情，讓許多傳聞都顯得若即若離。然而隨著 2025 年 10 月突如其來的「當爸」官宣，他與超模何穗之間的戀情終於浮上檯面、塵埃落定。以下是比較有多方報導支持、具時間脈絡的部分：
約 2005 年至 2009 年，陳偉霆與 Angelababy 被傳出曾有一段戀情。根據維基百科與部分娛樂媒體的資料指出，兩人早年因節目合作而認識，之後發展為情侶關係，交往長達約四年。這段關係曝光程度不高，屬於粉絲之間長期流傳但未獲明確證實的戀情之一。Angelababy後來與黃曉明結婚，這段往事也逐漸淡出主流視野。
進入 2010 年，陳偉霆與女子團體「Twins」成員蔡卓妍（阿 Sa）之間的戀情則較為公開透明。根據維基與港媒報導，兩人交往約從 2010 年開始，並在當時曾一同出席活動、接受訪問、甜蜜互動。這段戀情被視為陳偉霆演藝生涯中最受矚目的戀愛關係之一。2015 年 9 月，兩人正式宣佈分手，結束近五年的交往。當時雙方都在微博發文祝福彼此，表現出成熟的處理方式。不過也有媒體指出，關於戀情的細節版本各異，有些內容可能經過演繹或媒體加工。
時間來到 2021 年 8 月，陳偉霆與國際超模何穗的緋聞開始浮現。當時有香港媒體拍到兩人「同回住所」，成為外界關注的焦點。此後的幾年間，他們多次被媒體拍到在健身房、住所附近、日常活動中互動，逐漸被冠上「健身房情侶」的稱號。雙方雖然從未對外承認戀情，但媒體追蹤畫面與社群平台動態似乎透露出不少蛛絲馬跡。
2023 年，兩人之間傳出短暫分手的消息。有報導指出何穗曾搬離北京，且一段時間未見兩人共同出現在公開場域。然而到了年底，兩人又被拍到連續數日出入同一處住所，媒體紛紛猜測兩人關係復合。不過，雙方仍保持一貫的低調，並未對相關傳聞做出回應。
直到 2025 年 10 月，陳偉霆與何穗無預警在微博同步發文，寫道：「爸爸、媽媽還有他」，並附上寶寶超音波圖、嬰兒小手照與家庭合照，正式對外宣佈喜獲麟兒。這是兩人首次將私人情感關係公開，同時也是陳偉霆首次承認為人父，等同於官宣這段多年緋聞戀情的實錘。
從最初的緋聞曝光，到媒體捕捉日常互動、再到如今三口之家的誕生，這段感情走過將近四年才正式曝光。值得注意的是，他們過去從未以「我們是情侶」為立場接受過媒體採訪，幾乎所有訊息都來自外界拍攝、社群線索與側面印證。港媒指出，兩人甚至曾請圈內好友幫忙保密，盡可能保護這段感情不受外界打擾。
關於這些戀情傳聞，值得注意的幾點：
低調風格貫穿始終：陳偉霆的感情生活向來被描述為「神秘」與「低調」。無論是哪段戀情，幾乎都未見主動公開認愛或高調宣示的橋段，展現他一貫對私生活的保護態度。
傳聞內容時有矛盾與斷點：例如 2023 年傳出何穗搬離住所、兩人分手，到了年底卻又傳出復合消息，顯示媒體報導之間存在不少訊息落差。
戀情線索多來自街拍、群眾目擊：像是健身房出入、旅遊畫面、同天在同地點現身等，成為媒體判斷交往的重要依據，但部分畫面真偽難以查證。
2025 年「三口之家」官宣為關係最大突破點：這次育兒消息的同步曝光，才算是真正具體、直接地讓外界確認他們的伴侶關係。據報導，孩子為男嬰，出生時間與更多細節則尚未公開。