從相識到結婚，二人一共經過了3年。2011年10月，趙又廷和高圓圓因合作電影《搜索》結緣，兩人在劇中因機緣巧合而漸生情愫，愛上對方。在拍攝的過程中趙又廷和高圓圓就傳出了緋聞，事后導演陳凱歌還爆料二人在拍攝期間就“看對眼了”，稱有一場擁抱戲，他喊“卡”了兩人仍緊抱3分鐘沒有分開。

高圓圓比趙又廷大4歲11個月，高圓圓生于1979年10月5日，趙又廷生于1984年9月25日。當時曝光了一組高圓圓趙又廷“虐汪”的照片。照片中，高圓圓和趙又廷夜晚漫步于月光下，兩人十指緊扣如同初戀。2012年4月16日，高圓圓被拍到探班趙又廷，戀情正式曝光。高圓圓現身趙又廷的酒店房間，細心地收拾房間，兩人還一同整理衣物。隨后，兩人十指緊扣在山莊小徑散步，十分甜蜜地竊竊私語。

2012年4月17日，趙又廷和黃渤出席《痞子英雄》的發布會。面對媒體的逼問，趙又廷首度開腔，承認戀情：“圓圓是非常非常好的女人，我很珍惜她，想保護她，不想傷害她”。2012年6月24日，趙又廷高圓圓牽手《時裝》拍攝大片，趙又廷帥氣逼人，高圓圓清新高雅，演繹單車戀情。

2012年7月2日，趙又廷、高圓圓出席《搜索》首映記者會。這是兩人戀情曝光后首次同臺，二人不可避免地成為全場焦點，任何表情、動作或者偶爾的“咬耳朵”說話，場內的攝影記者馬上一輪狂拍。

兩人在拍攝過程中戲假情真，共同的價值觀讓臺灣的趙又廷與北京小妞高圓圓很快溝通無障礙，私下生活里也擦出了愛情的火花。于2012年4月9日被媒體爆出地下戀情。在拍攝《咱們結婚吧》期間，趙又廷也時常來京探班，兩人片場濃情蜜意羨煞旁人。

12月，趙又廷帶圓圓赴臺見家長，趙父非常滿意高圓圓直呼準兒媳漂亮又懂事。事實上，趙又廷與高圓圓雖然很少在鏡頭前曬恩愛，但是日前仍不小心被媒體拍到私下寵妻的畫面。原來是夫妻倆私下在街上散步到一半時，他突然一把背起愛妻，就這樣走了一大段路，老婆臉上盡是幸福微笑，畫面曝光后，引起不少女性粉絲瘋贊“他實在太會撩妹啦！”