Deși a avut o relație îndelungată cu Mihaela Rădulescu, cei doi nu s-au căsătorit niciodată în cei 11 ani petrecuți împreună. În absența unei căsătorii sau a unui document notarial care să reglementeze succesiunea, legea din Austria, țara de origine a sportivului, prevede ca bunurile să fie moștenite de rudele sale de sânge. Felix nu a avut nici copii, prin urmare, averea sa de sute de milioane ar urma să revină familiei biologice, cel mai probabil mamei sale, Eva, și fratelui său mai mic, Gerard.
Vezi și Cum arată casa din Monaco a Mihaelei Rădulescu. Vedeta se bucură de o terasă imensă
De-a lungul timpului, Felix a avut o relație foarte apropiată cu părinții săi. În 2017 posta mândru pe rețelele sociale mesaje dedicate tatălui său, cu ocazia zilei de naștere, mulțumindu-i pentru anii petrecuți împreună. Într-o altă postare din aceeași perioadă, își arăta recunoștința față de mama sa, publicând o fotografie emoționantă din copilărie, în care îl proteja cu tandrețe. Una dintre cele mai emblematice imagini rămâne însă cea din 14 octombrie 2012, când Eva l-a ajutat să-și verifice casca înainte de celebra săritură din stratosferă.
Relația dintre Eva, mama lui Felix, și Mihaela Rădulescu a fost, de asemenea, apropiată. Mihaela o numea „mamă” pe Eva, care provine dintr-o familie cu 13 frați, iar legătura dintre cele două femei a fost caldă și sinceră.
Felix Baumgartner a fost cunoscut nu doar pentru performanțele sale sportive, ci și pentru viața personală intens mediatizată. Înainte de relația cu Mihaela Rădulescu, a avut o serie de legături sentimentale cu femei celebre. Una dintre ele a fost Gitta Saxx, model și fostă vedetă Playboy în Germania.
Anterior, Felix a fost logodit cu Nicole Ottl, fostă Miss Austria Inferioară și gimnastă. Cei doi s-au despărțit în 2013, după o relație care s-a încheiat pe fondul unor presupuse infidelități.
Mihaela Rădulescu, alături de părinții lui Felix Baumgartner
Din 2014, viața sentimentală a lui Felix a fost legată de Mihaela Rădulescu. Relația lor a fost însă neconvențională. Nu au locuit împreună constant, preferând un stil de viață flexibil, în care fiecare își păstra independența din motive profesionale. Mihaela era prezentă în România sau Monaco, în timp ce Felix trăia mai mult în Elveția, Germania sau Austria. Între revederi, comunicau frecvent prin mesaje și apeluri video și se reuneau în diverse colțuri ale lumii.