Bởi vậy, thông tin về gia đình nữ diễn viên nổi tiếng rất hiếm hoi với người hâm mộ. Một nguồn tin thân cận cho hay, mẹ nữ diễn viên sinh cô khi mới 19 tuổi. Song Hye Kyo là kết quả của một mối tình bồng bột của hai người trẻ tuổi. Bố mẹ của Song Hye Kyo lập gia đình khi còn trẻ (18 tuổi) nên sớm tan vỡ vì những bất đồng trong cuộc sống.
Cha mẹ của Song Hye Kyo ly hôn khi nữ diễn viên mới lên 9 tuổi. Sau khi ly hôn, mẹ của Song Hye Kyo làm mẹ đơn thân, dành trọn vẹn thời gian chăm sóc, nuôi dạy và bù đắp cho cô con gái duy nhất. Bà vừa làm vai trò người mẹ, vừa làm vai trò của người cha.
Mẹ của Song Hye Kyo từng xuất hiện trong hôn lễ nổi tiếng của con gái vào năm 2017. Trong giai đoạn cô quyết định ly hôn và hứng chịu áp lực lớn từ công chúng, mẹ cô cũng là người thường xuyên ở bên con gái và động viên cô vượt qua giai đoạn khó khăn. Mẹ nữ diễn viên là người đầu tiên cô gọi điện thông báo về việc ly hôn vào năm 2019.
Tuổi thơ của Song Hye Kyo sống chủ yếu ở những ngôi nhà thuê rẻ tiền ở Seoul. Hai mẹ con phải chuyển nhà liên tục khi giá thuê nhà tăng. Từ bé, Song Hye Kyo đã được dạy phải sống mạnh mẽ và tự biết chăm sóc mình. Nữ diễn viên nổi tiếng biết tự nấu ăn, chăm sóc bản thân vì mẹ không phải lúc nào cũng ở bên cô. Bà cũng muốn dạy con những kỹ năng sống vì sợ rằng, nếu không may mình qua đời, con gái sẽ không bơ vơ và biết chăm sóc chính mình.
Biết mẹ vất vả và chịu nhiều thiệt thòi khi một mình nuôi dạy con gái, Song Hye Kyo luôn cố gắng bù đắp và bảo vệ mẹ ruột khi trở thành ngôi sao nổi tiếng. Cô không để mẹ xuất hiện trên các phương tiện truyền thông và chia sẻ rất ít về cuộc sống cá nhân. Cô cũng hay đưa mẹ đi chơi, đi du lịch...
Song Hye Kyo từng tiết lộ, mẹ cô là một phụ nữ rất mạnh mẽ, song đôi lúc lại giống như một đứa trẻ. Đối với Song Hye Kyo, bà không chỉ là mẹ mà còn là một người bạn thân. Nữ diễn viên cũng bày tỏ nếu sau này có con gái, cô cũng sẽ yêu thương và giáo dục con như những gì mẹ cô đã làm.
Trong hành trình cuộc đời mình, Song Hye Kyo nhận được nhiều lời khuyên từ mẹ, nhưng câu mà mẹ cô hay nói nhiều nhất với con gái có lẽ là: "Hãy yêu một người chỉ ra điểm xấu của con hơn một người chỉ nói những lời ngon ngọt".
Trái ngược với tình cảm đặc biệt dành cho mẹ, Song Hye Kyo không bao giờ nhắc đến cha ruột. Có nhiều lời đồn thổi về cha ruột của Song Hye Kyo. Một nguồn tin cho hay, cha ruột của nữ diễn viên nổi tiếng là một người vô cùng giàu có và quyền lực. Ông đã có gia đình riêng sau khi ly hôn với mẹ cô. Cũng có nguồn tin cho biết, Song Hye Kyo được cho rằng không gắn bó hay nhắc đến bố vì giận ông bỏ mặc mẹ cô chăm con gái một mình sau khi ly hôn.