Đăng Khôi từng rất đình đám với cuộc tình dài 4 tháng cùng ca sĩ Mỹ Tâm. Anh tiết lộ khoảng năm 2000, khi ấy, Mỹ Tâm vẫn chưa thành ngôi sao và Đăng Khôi cũng chỉ là thành viên của một nhóm nhạc nhỏ. Sau lần gặp đầu tiên ở Hà Nội, họ nhanh chóng kết thân. Ấn tượng về một cô gái cá tính, vui tươi ở Mỹ Tâm đã khiến Đăng Khôi có những cảm xúc đặc biệt.

Phải gần một sau đó, họ mới chính thức yêu nhau nhưng tình yêu được xây dựng trên cơ sở tình bạn của cặp đôi này lại không dài như họ mong muốn. Đăng Khôi tiết lộ: “Bốn tháng sau ngày chính thức nói tiếng yêu, chúng tôi chia tay”.

"Dù chỉ 4 tháng ngắn ngủi nhưng đó là những tháng ngày tươi đẹp của tôi, và tôi chắc Mỹ Tâm cũng nghĩ thế", Đăng Khôi cho biết thêm. Anh cũng không ngần ngại thú nhận vì mình còn quá trẻ nên không biết cách gìn giữ tình cảm. Đăng Khôi cũng chọn cách giữ im lặng về cuộc tình này tới gần 10 năm mới chịu chia sẻ cùng giới truyền thông.

Bên cạnh đó, Đăng Khôi cũng từng vướng vào nghi án yêu hot girl Midu. Tuy nhiên, khi bị chất vấn, diễn viên Thiên mệnh anh hùng nhanh chóng phủ nhận: "Tôi và  anh Khôi chưa bao giờ yêu nhau thì làm gì có chuyện chia tay như mọi người vẫn đồn. Nếu có thì tôi đã thừa nhận, nhưng thật sự là không. Xưa đến nay vẫn vậy, anh Khôi là một người anh tốt và hiền lành".

Từng là "gà" của ông bầu Hoàng Tuấn, tuy không đạt được thành công vang dội như Đan Trường nhưng Đăng Khôi được nhiều người chú ý không chỉ ở vẻ ngoài ưa nhìn mà còn bởi sự phong phú ở các thể loại nhạc mà anh trình bày.

Không chỉ tự sáng tác ca khúc cho bản thân thể hiện, Đăng Khôi còn có phòng thu, ê-kíp sáng tác, chụp hình riêng. Anh là một trong những nghệ sĩ đầu tiên có ê-kíp riêng chăm chút từ A-Z trong showbiz Việt. Bên cạnh việc ca hát, kinh doanh, Đăng Khôi cũng từng thử sức ở lĩnh vực điện ảnh. Anh từng tham gia một vài bộ phim như Khi người ta yêu của đạo diễn Trần Phương...