Zelens'ka e il suo futuro marito erano compagni di scuola, ma non si frequentavano, come dichiarato dello stesso Zelens'kyj,; iniziandoiniziarono più tardi la loro relazione, quando Zelens'kaOlena frequentava la Facoltà di Ingegneria Civile dell'Università Nazionale di Kryvyj Rih.
Il rapporto tra la coppia si è sviluppato gradualmente: si sono frequentati per otto anni prima di sposarsi il 6 settembre 2003. Il 15 luglio 2004 è nata la loro primogenita Oleksandra. Il 21 gennaio 2013, Olena Zelens'ka ha dato alla luce il loro secondo figlio, Kyrylo.<ref>{{Cita web|url=https://www.oggi.it/attualita/notizie/2022/03/02/olena-zelenska-ecco-chi-e-la-moglie-del-premier-dellucraina-combatte-la-sua-guerra-dal-luogo-segreto-dove-nascosta-coi-figli/|titolo=Olena Zelenska, ecco chi è la moglie del premier dell’Ucraina}}</ref>
