S'il est connu pour son fort engagement politique (notamment au NPA, Nouveau parti anticapitaliste), Olivier Besancenot est nettement plus discret au sujet de sa vie privée. D'ailleurs, il ne cache pas que la vie privée des hommes politiques ne l'intéresse pas plus que cela, même quand il s'agit de la vie privée de François Hollande : " J'ai déjà dit que personnellement, je m'en battais les reins. Est-ce qu'on doit se taper toute une campagne sémantique sur le rôle de la première dame, avec colloques à l'appui et référendum pour couronner le tout? Notre système de santé est en train de crever, la Sécu va être déboîtée, des usines ferment en pagaille, c'est quand même pas les sujets qui manquent." (Paris Match )
Père d'un garçon prénommé Roman, Olivier Besancenot est en couple depuis plusieurs années avec Stéphanie Chevrier, une célèbre éditrice française qui a fondé les éditions Don Quichotte, une maison du groupe La Martinière-Le Seuil et qui a été éditrice chez Flammarion. Une femme très connue et respectée dans sa profession, mais aussi une femme très appréciée par les people. Ainsi, Frédéric Beigbeder dira d'elle qu'elle est "une bombe atomique" avec "de très beaux yeux". Des propos que confirme totalement Fabrice Luchini qui ajoute que c'est une très belle femme, particulièrement bien "bâtie".
Très discret, le couple vivrait non loin de la porte de Saint-Ouen, à Paris et ne s'affiche que très rarement ensemble.