„Řekla... ANO!!!“ napsal Lance na Instagramu, kde zveřejnil fotku z romantických zásnub při vyjížďce loďkou na jezeře v texaském Austinu. Atraktivní blondýnu si chce vzít co nejdříve.
Armstrong s Hansenovou žije už téměř deset let a mají spolu sedmiletého Maxe a šestiletou Olivii.
S první manželkou Kristin Richardovou, s níž se rozvedl v roce 2003, má další tři potomky, syna Luka (17) a dvojčata Grace a Isabellu (15).
V roce 2005 se Armstrong zasnoubil se zpěvačkou Sheryl Crow, o pár měsíců později ji však opustil. „Je to nespolehlivý prostopášník,“ prohlásila o něm. Po boku sportovce se pak vystřídaly další ženy - mezi nimi Ivanka Trumpová, Jennifer Anistonová, Kate Hudsonová či Ashley Olsenová.
Armstrong v roce 1996 ve svých 25 letech prodělal léčbu rakoviny varlete, před chemoterapií si však nechal odebrat a zamrazit spermie pro početí všech svých dětí.