In 1922 huwde ze met acteur Neil O'Malley, waarvan ze scheidde in 1930. In 1930 trad ze in het huwelijk met Herbert Biberman, tot zijn dood in 1971. Biberman was een bekende filmregisseur, die in 1950 op een zwarte lijst belandde in Hollywood omdat men hem beschuldigde van communisme en lid te zijn van de zogenaamde 'Hollywood Ten' (in 2000 werd hier een film van gemaakt, waarbij actrice Greta Scacchi de rol van Sondergaard speelde). Door deze affaire raakte de carrière van Sondergaard in het slop. Vanaf 1969 speelde ze opnieuw mee in een aantal films en series tot in 1983.