Todo bien hasta que a comienzos de 2003 inició un cuestionado romance con el joven actor Ashton Kutcher. Ambos se conocieron gracias a Sara Foster, una amiga común, en el estreno de la película “Matrix Reloaded” y comenzaron a salir, pese a que muchas voces se levantaron para cuestionar el hecho de que la actriz fuera 15 años mayor que él.
Al poco tiempo se instalaron a vivir juntos en Beverly Hills y comenzaron a mostrarse en público acompañados de las hijas de la actriz como si fueran una familia. El 24 de septiembre de 2005 Demi Moore se casó por tercera vez, con el guapo actor, y a la ceremonia asistió su ex esposo, Bruce Willis.
Desde entonces todo transcurre en normalidad. La actriz, hoy de 44 años, ha señalado en varias oportunidades que desea tener un nuevo hijo y convertir en padre al joven Ashton.