早在2014年卓偉爆料陳思誠疑似出軌，之前卓偉拍到陳思誠夜會女星張璇，稱兩人獨處6個小時，而當時佟麗婭正在外地拍戲。不過當時陳思誠經紀公司發聲明表示該報道是無中生有，張璇是佟麗婭夫婦的共同好友，陳思誠和張璇只是工作伙伴。

2015年8月，陳思誠再次被曝光出軌嫩模王天楚。據爆料王天楚私生活十分糜爛，是沈陽的外圍，還曾經跟過王思聰。

王天楚的人人網的相冊有個只有“瘋子”的好友才能看，里面紀錄了陳思誠與王天楚的點點滴滴，看酒店的男女內褲就知道兩個人的關系有多“正常”了。

陳思誠在曼谷拍戲的時候，她帶著媽媽來到曼谷，和陳思誠在同酒店密會，并給她送了卡地亞手鐲和普拉達的包包，據說還給她在北京租房、買奔馳，看來雖說是露水情緣，也是很喜歡了呢。不過陳思誠佟麗婭這邊依然是沒啥回應。

陳思誠后來又被拍到夜會兩女，但陳思誠卻不承認，有趣的是他起訴名譽權案卻敗訴了，當時某公司曾發文整理“陳思誠出軌的最全八卦”文章，陳思誠認為侵犯他的名譽權，不過法院認為陳思誠是公眾人物，應該接受合理評論和批評，被告文章內有疑似等字，陳思誠也沒有提供更多證據反駁自己沒有出軌，所以被告不構成侵犯名譽權。

一直以來在這段感情當中，佟麗婭是那個低到塵埃里的人，而陳思成是那個占主導地位的人。佟麗婭曾經在節目中表達對陳思成的感覺：他那么優秀，讓我有些害怕，覺得這個人肯定沒有安全感，我倒希望找一個就很普通的人。每次同框佟麗婭總是那個眼冒星星的人。

結合佟麗婭早前接受采訪時的態度，她對出軌看得很淡，稱“回家就好”。