Angelina Jolie và Brad Pitt gặp nhau trên phim trường "Mr & Mrs. Smith" năm 2004 và nhanh chóng phải lòng nhau. Khi đó, Brad Pitt vẫn là chồng Jennifer Aniston. Cả hai phủ nhận tình cảm cho đến khi tài tử hoàn tất thủ tục ly hôn vào năm 2005.
Năm 2005, Brad Pitt và Angelina Jolie bị bắt gặp đi nghỉ cùng con nuôi Maddox ở bờ biển Kenya. Kỳ nghỉ này diễn ra một tháng sau khi Brad Pitt ly hôn Jennifer Aniston.
Năm 2006, khi mối quan hệ của cả hai vẫn là tâm điểm của báo giới, Angelina Jolie và Brad Pitt tới TP HCM du lịch. Cặp sao dành trọn kỳ nghỉ Lễ phục sinh tại Việt Nam.
Cũng trong năm 2006, Brad Pitt xin đồng nhận nuôi Zahara và Maddox, hai con của Angelina Jolie. Sau đó họ của hai em bé được đổi sang Jolie-Pitt. Đây là dấu mốc công khai mối quan hệ của cả hai.
Năm 2006, lần đầu tiên Angelina Jolie lộ bụng bầu khi đến Haiti cùng Brad Pitt.
Tháng 5/2007, Angelina Jolie và Brad Pitt chào đón con gái Shiloh ở Namibia. Angelina dành toàn bộ 4,1 triệu USD từ tiền bán hình ảnh con gái để làm từ thiện.
Tháng 3/2007, cặp sao nhận con nuôi thứ ba - cậu bé 3 tuổi người Việt Nam và đổi tên thành Pax Thiên Jolie-Pitt.
Năm 2008, vợ chồng Brad Pitt chào đón cặp song sinh Vivienne và Knox.
Tháng 4/2012, Angelina Jolie để lộ nhẫn đính hôn khi cùng Pax Thiên đi thăm Bảo tàng nghệ thuật ở Los Angeles.
Đám cưới Angelina Jolie và Brad Pitt được tổ chức năm 2014 tại biệt thự riêng ở Pháp với sự tham gia của các con. Họa tiết trên váy cưới của Jolie do 6 con vẽ.
Năm 2015, Angelina Jolie và Brad Pitt cùng tham gia bộ phim "By the Sea" nói về một cặp vợ chồng gặp trục trặc trong hôn nhân. Cặp sao cũng trả lời phỏng vấn tờ Vanity Fair Italy, chia sẻ về tin đồn chia tay mà họ phải đối mặt. Jolie thú nhận vợ chồng cô cũng đối mặt nhiều vấn đề, đôi lúc cãi vã nhưng luôn dành tình yêu và sự tôn trọng cho nhau.
Từ đầu năm 2016, cặp sao hiếm khi đi chơi cùng nhau do quá bận với lịch làm việc riêng. Nhiều tin đồn ly hôn xuất hiện nhưng họ im lặng. Lần cuối cùng Brad Pitt và Angelina Jolie bị bắt gặp bên nhau là nhân dịp sinh nhật cặp song sinh Vivienne và Knox hồi tháng 7. Ngày 19/9, Angelina Jolie đệ đơn ly hôn Brad Pitt và muốn được toàn quyền nuôi 6 con.