石井監督との離婚が報じられた直後の2016年5月、写真週刊誌によってスクープされたのが俳優・永山絢斗との真剣交際でした。ドラマ『ごめんね青春！』や映画『海辺の生と死』などでの共演を機に交際へと発展し、当時所属していた事務所も「離婚後に交際が始まった」と事実関係を認めました。
この交際は非常にオープンなもので、満島の弟である俳優・満島真之介や、永山の兄である瑛太（現・永山瑛太）夫妻を交えた「家族ぐるみの付き合い」として知られていました。互いの自宅を行き来する姿が度々目撃され、再婚も秒読みと囁かれていましたが、交際期間約2年を経て破局を迎えることになります。
破局の背景には、満島が2018年3月に所属事務所を退所して独立したことによる環境の激変や、互いの多忙によるすれ違いがあったとされています。自立した一人の表現者として歩み直す過程で、一度恋愛関係を清算し、それぞれの道へ進む選択をしたと考えられています。
