Alessandra Negrini
Murilo e Alessandra começaram a namorar em 1995. Eles chegaram a morar juntos em 1996 e possuem um fruto do relacionamento, Antônio.
Carolina Ferraz
Murilo e Carolina se conheceram durante as gravações da novela "Por Amor" (1997). Eles começaram a namorar em 1999 quando a atriz se separou do antigo relacionamento. Murilo e Carolina foram morar juntos, porém, em 2002 chegou o fim do relacionamento.
Giovanna Antonelli
A atriz, que brilhou na novela "O Clone" (2001) ao lado de Murilo, também já teve um relacionamento amoroso com o ator. Eles começaram a namorar após as gravações da novela citada, em 2002, e foram morar juntos. Eles têm um filho, Pietro, que nasceu em 2005.
Guilhermina Guinle
Murilo e a atriz Guilhermina Guinle foram morar juntos em 2007, e em 2011 terminaram o relacionamento.
Débora Falabella
Em 2012, o ator afirmou durante entrevista a Marília Gabriela que estava se relacionando com a atriz, porém, apenas um ano depois que eles divulgaram para a mídia que já estavam morando juntos há um tempo.
