Официальной автобиографии певицы не опубликовано. Книга «An Appreciation of the Life of Shirley Bassey» под авторством Мюриэль Бёрджесс (Muriel Burgess) написана в 1999 году по материалам прессы, однако сама певица не дала добро на эту публикацию из-за фактологических ошибок. В многочисленных интервью Ширли Бэсси предпочитает говорить в первую очередь о своем творчестве и не вдаваться в подробности личной жизни, о чём открыто заявляет журналистам. Единственная одобренная публикация о жизни и творчестве, в написании которой принимала участие сама певица, вышла в 1998 году под названием «Shirley Bassey: My Life on Record and In Concert».
Ширли Бэсси была замужем дважды. Её первым мужем стал продюсер Кеннет Хьюм (Kenneth Hume), который был открытым гомосексуалом и отрицал отцовство дочери Саманты. Их брак продолжался с 1961 по 1965 год, после чего супруги разошлись. В 1967 году Хьюм покончил жизнь самоубийством, что стало для певицы ударом: после развода они оставались близкими друзьями. У Бэсси на это время было запланировано выступление на открытии лондонского кабаре под названием «Talk of the Town», и его владелец, импресарио Бернард Делфонт (Bernard Delfont), предложил певице отказаться от появления на публике ввиду кончины Хьюма. Однако несмотря на это, Бэсси вышла на сцену. Впоследствии она вспоминала: «Я пела песню, слова которой, казалось, были написаны специально для меня и Кеннета. Я пела: „Прощай, закончилась наша история. Влюбленные навсегда, друзья навсегда“. Мне удалось допеть до конца, и в слезах я поторопилась за кулисы, где медсестра сделала мне укол. Публика сходила с ума. Это было эмоциональным выражением всеобщей любви. Они знали, чего мне это стоило. Все знали, что я похоронила Кена неделю назад».
Вторым мужем Бэсси стал итальянский продюсер Сержио Новак (Sergio Novak). Бэсси и Новак состояли в браке с 1968 года и развелись в 1977 году. Саманта, вторая дочь Бэсси, в 21-летнем возрасте была обнаружена погибшей в 1984 году, как предполагают, после прыжка с моста Clifton Suspension Bridge в Бристоле. Бэсси, однако, настаивала, что это не было самоубийством.