Flávia Alessandra é filha de uma professora, Raquel, e de um comandante de navios, Hélio. É a caçula de dois irmãos, Keila e Hélio. Nascida no interior do estado do Rio de Janeiro, Flávia também tem nacionalidade portuguesa, adquirida graças a um avô português da região de Coimbra.^[3]

Tem duas filhas, Giulia Martins, do casamento com o ator e diretor Marcos Paulo, do qual está divorciada, e Olivia, com o ator Otaviano Costa, com quem esta casada desde 2006.