Vaikka Marisa Tomei ei ole koskaan mennyt naimisiin, hän oli tiettävästi kerran kihloissa Logan Marshall-Greenin kanssa. Daily Mailin mukaan Marshall-Green kosi Tomeita lomien aikana alkuvuodesta 2013 – seurusteltuaan vuodesta 2008 lähtien aina välillä – ja vaikka näyttelijä oli sanonut ääneen, ettei usko avioliittoon, hän tiettävästi sanoi ”kyllä” hänen kosinnalleen. Pariskunta ei koskaan päässyt alttarille ja erosi lopulta, mutta se ei ole estänyt My Cousin Vinny -näyttelijää löytämästä rakkautta elämänsä aikana.
Brooklynilaislähtöinen näyttelijä on vuosien varrella yhdistetty lukuisiin kuuluisiin miehiin, kuten How I Met Your Mother -tähti Josh Radnoriin ja Iron Man -näyttelijä Robert Downey Jr. Vaikka romanssit eivät kestäneet, hänen ystävyytensä Downeyn kanssa on jatkunut kukoistavana ja saattoi jopa johtaa siihen, että Tomeista tuli osa Marvelin elokuvauniversumia (The Guardianin vuonna 2017 julkaiseman profiilin mukaan). Hänen suosituksensa ansiosta hän päätyi näyttelemään May-täti Parkeria Captain America -elokuvassa: Civil War ja sen jälkeen Spider-Man: Homecoming ja Spider-Man Far From Home. Hänen valintansa tähän rooliin sai Downeyn tuomaan esiin Tomein massiivisen seksuaalisen vetovoiman esiintyessään Jimmy Kimmelillä vuonna 2016 ja sanomalla, että Hämähäkkimiehellä on ”kuuma täti”. Voi luoja, ajattele vain. Ajattele mahdollisuuksia.”
Showbiz-faneille näistä mahdollisuuksista kertoi edellä mainittu The Guardianin artikkeli, joka avuliaasti muistutti lukijoita siitä, että Tomei ja Downey lukitsivat aikoinaan huulet yhteen elokuvassa Only You ja että Tomei sai aikoinaan MTV:n elokuvapalkinnon ”Paras suudelma” -kategoriassa kohtauksesta, jonka hän jakoi Christian Slaterin kanssa elokuvassa Kesyttämätön sydän vuodelta 1993.
”On mukavaa, että minua pidetään loistavana suukottelijana”, Tomei selvitti naureskellessaan huhutuille suudelma-taidoilleen. ”Kaikki on kiinni kumppanista, eikö olekin? Ja se on vain valkokankaalla. Oikeassa elämässä olen s***.”