Lilly-Kane y Dominic Cooper mantuvieron una relación amorosa durante algunos años, desde 2009 hasta 2011. La pareja se conoció en el set de la película "An Education" y comenzaron a salir poco después. Sin embargo, a pesar del amor que se tenían, la relación no prosperó y se separaron en 2011, causando gran tristeza en muchos de sus seguidores. Ambos actores han seguido adelante con sus carreras y proyectos, aunque se desconoce si mantienen algún tipo de relación amistosa. Aunque surgen de vez en cuando rumores sobre una posible reconciliación, hasta el momento no ha habido ninguna confirmación oficial por parte de la pareja.
