ASAMIとの破局後、間を置かずして再婚したのがglobeのボーカルであるKEIKOだった。2002年に行われた披露宴はテレビ中継され、多くの国民が二人の船出を祝った。音楽的共同体であり、人生の伴侶でもあったKEIKOとの日々は、小室にとって最も安定した時代でもあった。
しかし、18年におよぶ長い結婚生活の中で二人が子供を授かることはなかった。ヒット曲を量産し続けなければならない圧迫感と過密スケジュールが、家族計画に影響を与えたことは否定できない。さらに2011年、KEIKOを襲ったくも膜下出血という悲劇。彼女の療養とリハビリを支える日々へと生活は激変した。
夫婦として長年連添った二人だったが、晩年は看護や介護を巡る認識の食い違い、さらには第三者を交えた報道が相次ぎ、2026年に正式な離婚へと至った。二人の間に子供という形での遺産は残らなかったが、共作された音楽はJ-POPの金字塔として今も色褪せない。