С актером Игорем Петренко Климова прожила в браке целых 10 лет. К удивлению многих поклонников, пара распалась в 2013 году. Распад такого, казалось бы, крепкого союза расстроил и поклонников, и близких друзей пары. Игорь Петренко и Екатерина Климова воспитывают двоих сыновей.