Tomasz Karolak i Ilona Ostrowska byli kiedyś razem, o czym wielu może już nie pamiętać. Aktor, wspominając te czasy w wywiadzie dla "Dobrego Tygodnia", powiedział z nostalgią: "Kiedyś byliśmy piękni i młodzi, byliśmy narzeczeństwem. U Ilonki piękność została". Niestety, ich uczucie nie wytrzymało próby czasu.
Ostrowska miała również relację z Jackiem Borcuchem. Zdecydowała się dla niego nawet zostawić ówczesnego partnera. "Postanowiliśmy, że chcemy razem być, żyć, marzyć – wszystko naraz. Chcemy się obudzić obok siebie. Wtedy przeprowadziłam się do Jacka do Warszawy. Rozmawiamy o wszystkim, jesteśmy sobie oddani" - powiedziała w rozmowie z Galą w 2008 roku.
Aktualnie Ostrowska jest w związku z 46-letnim Patrykiem "Pata" Stawińskim, muzykiem. Para zaręczyła się po zakończeniu przez aktorkę zdjęć do "Agent - Gwiazdy" w Azji. W 2016 roku przyszedł na świat ich syn Gustaw. "Są bardzo szczęśliwi, Patryk jest opiekuńczy i kiedy nie jest na koncertach, poświęca rodzinie każdą wolną chwilę. Ilona jest zachwycona macierzyństwem i nie planuje szybkiego powrotu do pracy" - zdradził "Faktowi" znajomy pary.
