在《非常美》的舞台上，李桢航以冷峻的外形、独特的气质和“不轻易心动”的态度成为观众关的焦点。作为节目中标志性男嘉宾之一，他的情感选择始终牵动人心。
李桢航在节目中曾对多位女生表达过好感。其中，来自成都的独立设计师苏红是他公开表白的对象之一。苏红因清新的气质和对艺术的执着吸引了李桢航，他曾在节目中坦言欣赏她“灵魂里的自由感”，并为她献上精心准备的画作。此外，来自北京的音乐人李晓涵也曾让李桢航心动，两人因对音乐的共同热爱展开互动，李桢航称她“像一首写满故事的歌”，但最终因地域和生活节奏的差异未能进一步发展。另一位备受关的女生是广州的瑜伽教练陈曦，李桢航被她阳光积极的性格打动，曾在舞台上为她演唱原创歌曲，但这段感情同样止步于朋友关系。
经过多期节目互动，李桢航最终在2014年的一期节目中与来自西安的女生孙克杰牵手成功。孙克杰是一名舞蹈老师，以温柔的性格和对爱情的坚定态度打动了李桢航。两人在节目中多次互动，从最初的试探到逐渐深入了，最终李桢航在舞台上放下“高冷”人设，真诚告白：“我不想再错过一个能让我愿意改变的人。”孙克杰也流泪回应，两人在现场观众的祝福中牵手离场。
尽管节目后两人的感情生活未过多公开，但这段舞台上的牵手成为《非常美》的经典片段之一，也让观众看到了李桢航外冷内热的另一面。