З 1989 по 2003 роки Ванесса була одружена з актором Корі Фельдманом. Хоча іноді вона заперечує це. Так в інтерв'ю для червневого випуску журналу "Maxim" за 2005 рік актриса сказала: "Я не виходила заміж за Корі. Разом з ним я вживала наркотики, коли була підлітком". Але записи про шлюби штату Невада вказують на той факт, що Фельдман і Марсіл одружилися 6 серпня 1989 року. Ванесса тоді зареєстрована під ім'ям Саллі Ванесса Ортіз.

У 1995 році актриса почала зустрічатися з Натаном Філліон . Їхні стосунки тривали всього лише рік. У 1996 році пара розлучилася.

З 1997 по 1999 рік Ванесса зустрічалася з Тайлером Крістофером.

У 2000 році Ванесса почала зустрічатися з актором Брайаном Остіном Гріном . 30 березня 2002 у пари народився син Кассіус Ліджа Марсіл-Грін. У 2003 році Ванесса і Брайан розлучилися.

У 2006 році у актриси були стосунки з актором і продюсером Джеремі Півен.

11 липня 2010 року Ванесса вийшла заміж за актора Карміна Джовіназзо. На початку літа 2011 року пара оголосила про те, що чекає дитину. У грудні 2011 року через Twitter Джовіназзо оголосив, що у Ванесси трапився другий за цей рік викидень.

У серпні 2012 року Марсіл подала на розлучення з Джовіназзо. Їх шлюборозлучний процес завершився в березні 2013 року.