Após assumirem que o relacionamento de dois anos chegou ao fim, Grazi Massafera e Caio Castro passaram a ter enorme espaço na imprensa brasileira através de matérias publicadas sobre os motivos que causaram o rompimento.
O que ganhou destaque e por ser amplamente noticiada, foi a lista de ex namoradas do ator, que vem aumentando cada vez mais.
Quando começaram a surgir os primeiros comentários sobre o seu suposto namoro com Grazi Massafera, Caio, nessa mesma época, estava envolvido com a também atriz Dandara Mariano e por esse motivo não estava disposto a assumir Grazi como sua nova namorada.
Dandara, que estava recém-saída de um namoro, e Caio ficaram juntos por apenas um mês.
Grazi e Caio se cruzaram numa festa realizada na residência de Luciano Huck e Angélica para comemorar o aniversário do apresentador. Embora Grazi soubesse que Dandara estava apaixonada pelo ator, os dois trocaram beijos em público e iniciaram o namoro.
Em 2013, durante as gravações de Amor à Vida, Caio engatou um romance com Maria Casadeval, seu par romântico nessa história de Walcyr Carrasco. Embora tenham ficado juntos por mais de dois anos, jamais assumiram o relacionamento apesar das evidências.
Durante as gravações do remake de Ti Ti Ti, os boatos davam conta que Ísis Valverde estava apaixonada por ele, mas não foi correspondida. Até hoje, os dois atores garantem que a relação foi estritamente profissional.
Ele assume que quando começou na TV teve um breve namoro com Sophie Charlotte. Eles estiveram juntos no elenco de Malhação e Fina Estampa e se tornaram grandes amigos.
Após ser flagrado de mãos dadas com Monique Alfradique no Rock in Rio, o suposto relacionamento também foi desmentido.
Atualmente, o topo de lista é ocupado por Larissa Bonessi, de 31 aos, atriz e modelo que atua na Índia e deve chegar, hoje, ao Brasil. Entre idas e vindas, o casal se mantém junto há seis anos.