Mnogi su znali da Frank Sinatra nije bio vjeran supruzi Nancy Barbato, s kojom je imao troje djece, ali o razvodu nije pomišljao. Tek kad je u njegov život ušla fatalna Ava Gardner, promijenio je mišljenje. Upoznali su se kad je ona ima 18 godina i tek je započinjala svoju glumačku karijeru.
Frank je Avu smatrao najljepšom ženom koju je ikada vidio, ali bila mu je premlada i nije mogao zamisliti da će ikada biti zajedno. Sreli su se ponovno na jednoj zabavi nakon 6 godina. Ava je znala da je oženjen i takvih se inače klonila, ali Frank joj je bio privlačan pa su kasnije te večeri otišli na piće i završili u njegovoj sobi.
Tako je započela njihova romansa. Nakon nekoliko mjeseci su se ponovno vidjeli, a ta očaranost jedno drugim nije nestala.
'Oboje smo bili ljubomorni, impulzivni. Kad izgubim živce, gotovo je. Takav je i on', rekla je jednom prilikom Ava o njihovoj vezi. U početku mu nije vjerovala da će zbog nje ostaviti ženu, ali Frank je zaista ostavio Nancy. Navodno ju je i doveo pred Nancy da bi se Ava sama uvjerila da je zaista zatražio razvod braka. Ava i Frank vjenčali su se 1951., kada je ona imala 28, a on 35 godina.
Za Sinatrom je bila luda, ali ga je svejedno varala, pogotovo na poslovnim putovanjima. Ava nije voljela biti sama, a navodno je spavala i s redateljima, tehničarima i brojnim članovima sa seta. Veliki zavodnik bio je i Sinatra. Ipak, Frank se bojao da će izgubiti Avu, a živcirali su ga svi muškarci s kojima je radila.
'Bacali su stvari jedno drugom kroz prozor, vrištali jedno na drugo, sve zbog ljubomore', pričali su njihovi poznanici. Razišli su se zbog njihovih karijera. Ava je bila na vrhuncu slave, a Sinatra je postajao sve ljubomorniji. Gardner je odlučila razvesti se, a on se zbog toga pokušao ubiti. Ava ga nije čak ni posjetila u bolnici, nije je zanimao više. Nakon razvoda 1957. Ava je rekla:
'Nikad nisam bila sretnija nego kad sam bila u braku s Frankom. Da se ponovno udajem, udala bih se samo za njega. Da sam ga htjela dijeliti s drugim ženama, bili bismo sretni', piše Daily Mail. Ostali su u dobrim odnosima nakon razvoda. Ava je preminula 1990., a Frank 1998. Nikad nije prebolio Avinu smrt, rekla je Frankova kćer.