محسن کیایی پس از آشنایی با همسرش سهیلا امیرحسینی، که همکار بودند، در سال ۱۳۸۴ ازدواج کرد و دو سال بعد زندگی مشترک خود را آغاز کردند. سهیلا امیرحسینی نیز یک هنرمند است و در زمینه عکاسی و گریم فعالیت می‌کند. این زوج زندگی عاشقانه‌ای دارند و پس از ۱۱ سال زندگی مشترک، در سال ۱۳۹۷ صاحب یک دختر زیبا و بانمک به نام رز شدند.