孫道存是名媛孫芸芸、孫瑩瑩的父親，他有過3段婚姻，以及4名女友，隨著他的逝世，生前感情生活也受到關注。孫道存與第一任太太王文蓮的婚姻關係並不長，離婚後王文蓮就長居美國。
1976年時和第2任太太何念慈結婚，生下孫瑩瑩、孫芸芸2個女兒，以及孫智宏一個兒子，不過孫道存與何念慈2人在1984年左右就分居，直到2007年才正式離婚，婚姻關係維持了約30年。
在與何念慈分居期間，孫道存和藝人顏寧交往且同居，2人還生下2子1女，接著在2002年時，傳出他和演員張瓊姿的姊姊張瓊玲交往，過程中孫道存仍和何念慈維持著夫妻關係。
在2007年與何念慈離婚之後，又傳出孫道存有意和任職投顧界的趙曉苓結婚，最後並未成真。2008年底，孫道存再跟相差33歲的模特兒邱羿霖（小可）現改名為賴婕埨傳誹聞。誰知道，隔年底孫道存竟和認識僅50天，小他32歲的吳逸萍結婚，吳逸萍同時還是孫道存國中同學的女兒，在當時引發不少話題。
