Năm 2016, Song Hye Kyo tham gia bộ phim truyền hình Hậu duệ mặt trời, đóng cặp cùng nam diễn viên Song Joong Ki. Tác phẩm làm mưa làm gió tại nhiều quốc gia châu Á. Chuyện tình đẹp của cặp đôi trong phim khiến cho khán giả mê đắm.
Phim kết thúc, Song Jong Ki và Song Hye Kyo luôn dành cho nhau những cử chỉ ngọt ngào, lãng mạn. Truyền thông Hàn Quốc dường như nổ tung vào cái ngày cặp đôi xác nhận đang yêu nhau. Song Hye Kyo và Song Joong Ki tổ chức hôn lễ đẹp như mơ với sự tham gia của những nhân vật "máu mặt" nhất giới giải trí Hàn Quốc. Tuy nhiên, không lâu sau đó cả hai đã công khai tin ly hôn chóng vánh.
Sau chia tay, Song Hye Kyo liên tục được đẩy thuyền với các nam tài tử khác, điển hình có thể kể đến như Lee Min Ho, Song Seung Hun,...
Song Hye Kyo và Song Seung Hun từng đóng chung trong bộ phim Trái tim mùa thu vào năm 2000. Trải qua 23 năm đến nay cả hai người đều trở thành những ngôi sao hạng Á của làng giải trí Hàn Quốc. Hiện tại ở tuổi U50 họ được khán giả yêu mến đẩy thuyền đến với nhau.
Không ít netizen cho rằng Song Hye Kyo có nhiều điểm chung với Song Seung Hun. Nếu thành một cặp, họ nhất định có được hạnh phúc trọn vẹn. Điểm chung đầu tiên là hai ngôi sao này đều độc thân và từng trải qua những mối tình không thành. Song Hye Kyo từng hẹn hò Lee Byung Hun, Hyun Bin, kết hôn với Song Joong Ki rồi ly dị. Trong khi đó Lee Byung Hun có thời gian yêu đương với Lưu Diệc Phi. Những tưởng có cái kết đẹp nhưng đôi bên lại chẳng thể vì nhau mà tiến tới hôn nhân.
Điểm chung thứ hai là họ cùng có sở thích với ẩm thực và có lối sống lành mạnh duy trì được diện mạo trẻ trung. Mặc dù đã ngoài 40 nhưng họ vẫn được liệt vào danh sách các ngôi sao sở hữu diện mạo cuốn hút tại showbiz Hàn.
Ngoài ra Song Seung Hun cũng từng thừa nhận Song Hye Kyo là một trong những bạn diễn khiến anh tâm đắc nhất. Cô không chỉ xinh đẹp mà còn rất biết cách ứng xử khi làm việc chung hay giao tiếp bình thường.
Cư dân mạng cũng phát hiện ra việc cả Song Hye Kyo lẫn Song Seung Hun đều yêu thích IU và âm nhạc của nữ ca sĩ tài sắc vẹn toàn này. Khi IU có dự án mới hoặc tổ chức concert, Hye Kyo - Seung Hun thường gửi xe cà phê hoặc trực tiếp đến xem "Em gái quốc dân" biểu diễn.