Pada 1977, dia menikahi sepupunya, Putri Soamsawali, dan dikaruniai seorang putri bernama Bajrakitiyabha. Namun, saat itu dia sedang menjalin hubungan dengan seorang aktris, Yuvadhida. Ternyata, mereka sudah memiliki lima anak dan pada 1994, Vajiralongkorn menikahinya.
Sayangnya, pada 1996 dia dengan terang-terangan mencaci maki Yuvadhida serta tak mengakui keempat putranya yang sedang menempuh pendidikan di Inggris.
Selanjutnya pada 2001, dia menikahi seorang selir, Srirasmi yang dikaruniai seorang putra, Pangeran Dipangkorn. Namun, pada 2014 gelar bangwasan Srirasmi dilepas bersama orang tua dan kerabatnya dengan tuduhan menyalahgunakan hubungan mereka dengan Putra Mahkota.
Dalam beberapa tahun, Vajiralongkorn juga kedapatan menjalin hubungan dengan Suthida, mantan pramugari Thai Airways yang juga diangkat menjadi Pengawal Rumah Tangga Kerajaan. Beberapa hari sebelum penobatan, dia menikahinya.
Sirindhorn yang lebih populer dan aktif dalam kegiatan kerajaan hampir menggeser posisi Vajiralongkorn sebagai pewaris takhta ketika undang-undang istana berubah yang memungkinkan perempuan untuk naik takhta dengan syarat tidak ada ahli waris laki-laki. Justru, Raja Adulyadej tidak mendukung undang-undang tersebut.