Su relación se conoció de forma pública en abril de 2010, apenas dos años después de su salto a la fama. El romance fue como el de otros muchos: comienzos tímidos, luego apariciones junto en alfombras rojas, una ruptura, unas segunda oportunidad y otra ruptura definitiva. Esta última ocurrió a finales de 2013 tras romper primer en el mes de junio y darse una segunda oportunidad en el mes de septiembre.
Un romance de tres años que marcó de alguna forma a Leire Martínez y así lo ha recordado ella en 'Me quedo conmigo' al hablar de sus primeros años siendo famosa y vocalista de La Oreja de Van Gogh: "Al principio fue una época muy divertida de mi vida", recuerda de aquella época. Era un de las cantantes más famosas del momento y también de las más mediáticas porque la 'rivalidad' con Amaia Montero ya era tema de conversación.
El grupo hizo que se viniese a vivir a Madrid abandonando temporalmente su tierra natal, el País Vasco, disfrutando también de todo lo que ofrece la gran ciudad: "Me vine una temporada a vivir a Madrid, estuve con Antonio Velázquez una época". Velázquez por aquel entonces ya era famoso gracias a series como 'SMS', 'La que se avecina', 'Aída' o 'Sin tentas no hay paraíso' y se movía ya en los círculos de famosos en la capital acercando así a Leire Martínez a personas que jamás se habría imaginado.
Los otros amores de Leire Martínez
No sería hasta 2020 que se conocería a la nueva pareja de Leire Martínez: Miguel Sueiras, un saxofonista gallego. Su relación también fue muy intensa, tanto que en diciembre de 2022 se casaron. "Mi marido es un salvavidas a muchos niveles", dice muy enamorada: "Miguel es una persona muy sensible, inteligente, divertidísmo, con un sentido común importante, muy empático, generoso, supercreativo con un don musical y de gente increíble. Es una referente sano en lo que respeta como hombre". Junto a él y a su hijo ha construído la familia que siempre había soñado: "Es la primera vez en mi vida que realmente siento que tengo un lugar al que quiero volver todo el rato. Soy feliz volviendo a mi casa".