বলিউডে অভিনেত্রী হওয়ার পর বেশ কয়েকটি সম্পর্কে জড়িয়ে পড়েছিলেন। রোমান্টিক সম্পর্ক তৈরি হয়েছিল প্রেম নাথ, কিদার শর্মা এবং কমল আমরোহি-সহ বেশ কয়েকজনের সঙ্গে।
মধুবালা সেই সময়ই দিলীপ কুমারের কাছে কান্নায় ভেঙে পড়েছিলেন বলেও শোনা যায়। তিনি সম্পর্ক না ভাঙার আবেদন জানিয়ে বলেছিলেন দিলীপ কুমার যেন তাঁর বিরুদ্ধে সাক্ষ্য না দেন। তিনি এও বলেছিলেন দিলীপ কুমার তাঁর বিরুদ্ধে সাক্ষ্য় দিলে তাঁর জীবন বরবাদ হয়ে যাবে।