趣味は映画鑑賞、カメラ[10]、プロレス観戦。特技はパントマイム、手品、卓球[10]。趣味のカメラでは主にフィルムカメラのナチュラクラシカを使用している[10]。プロレスは大日本プロレスのファンで、好きなプロレスラーは葛西純であり[11]、雑誌『KAMINOGE』vol.45で、染谷にとって念願の葛西との対談を果たしている。

好きな俳優はフィリップ・シーモア・ホフマン[12]。

長谷川和彦監督の1976年映画『青春の殺人者』を「特別な一本」として挙げている[13]。

2015年1月1日に菊地凛子との結婚を発表[14]。2016年10月8日に、菊地との間に第1子が誕生したことを発表した（子供の性別は非公表）[15]。

染谷は、「実は二海堂晴信役は染谷でした。がっかりですか？　じらしてごめんなさい（じらしたのは僕じゃないけど……）」と茶目っ気たっぷりに種明かし。さらに、「いろんな意味で本当に映画の中でしか会えない二海堂くんが誕生しました。染谷の事は忘れてください、それが本望です。映画の中だけで生きている二海堂くんです。自分は身体を貸した程度です。クランクアップした時、二海堂にもう会えないのかと思うと思わず寂しくなりました」と役への思いを明かす。また神木との共演については、「リアルな感情で向かってきてくれた神木くんに二海堂くんは熱く熱くぶつかって行きました」と明かした。

俳優の染谷将太（24）が、『始皇帝暗殺』などで知られる中国の巨匠チェン・カイコー監督（64）がメガホンを取る日中合作映画『空海―KU-KAI―』（原題：妖猫伝）に主演することが17日、わかった。日本から遣唐使としてやってきた若き日の空海を演じ、丸刈りの僧侶姿を披露した。

　2011年から構想5年、総製作費150億円の日中共同製作映画としては史上最大のプロジェクトが始動する。

　原作は、『エヴェレスト 神々の山嶺』『陰陽師』などが映像化されている夢枕獏氏の『沙門空海唐の国にて鬼と宴す』（角川文庫／徳間文庫）。中国・唐の時代、日本から遣唐使としてやってきた若き僧侶・空海が、詩人・白楽天とともに首都・長安を揺るがす巨大な謎に迫る。

　満を持して海外初挑戦となる染谷は、全編中国語のセリフにも挑戦。空海役には「なるべくしてなっている、今はそう思えていますが、同時にこれは奇跡だとも感じています。監督の美しいアートワークの中でなんと空海として生きられる。こんな凄まじい人生経験はないことでしょう」と感慨深げ。

　「まるで激しい航海の後大唐で真相を探し求めたように自分も撮影に挑んでいます」と気合十分で、「全編中国語のセリフであったり平たく言えば”大変”と言えることはありますが、不思議と空海を通して過ごしているとそれがとても解消されていくのです」と充実した撮影をうかがわせた。

　原作者の夢枕氏は「僕が17年かけて書いた物語の舞台、映画のために造られた巨大な長安の街の中を歩いていたら、思わずほろほろと涙がこぼれてきた。このような奇跡がおこるとは。僕自身が僕の物語の中を歩いているのである。長い間、映像化不可能と思っていたのだが、そうでないことをこの時確信した。チェン・カイコーという優れた監督と出会えたことは、僕にとって、というより、この物語にとって、最大の幸せであろう」とコメントを寄せた。

　若き日の空海＝沙門空海の相棒となる唐代の詩人、白楽天役には中国の人気俳優ホアン・シュアンが務める。撮影はオール中国ロケで行われ、湖北省・襄陽市（じょうようし）に唐の都を完全再現し、7月31日より約5ヶ月間撮影を行う。日本での公開は東宝とKADOKAWAの初の共同配給映画として、2018年を予定。