Veza između Faye Dunaway i Marcella Mastroiannija jedna je od onih filmskih ljubavi koje su bile gotovo jednako snažne izvan ekrana kao i na njemu. Upoznali su se 1968. godine na snimanju filma A Place for Lovers (Amanti), koji je režirao legendarni Vittorio De Sica. Od samog početka među njima se razvila snažna emocionalna i fizička privlačnost koja je brzo prerasla u strastvenu ljubavnu vezu. Njihov odnos trajao je otprilike dvije godine, do 1970., i bio je obilježen intenzitetom kakav se rijetko viđa čak i u svijetu slavnih. Oboje su kasnije govorili da je to bila jedna od najdubljih ljubavi njihova života. Dunaway je bila duboko zaljubljena i ozbiljno je razmišljala o braku i djeci s Mastroiannijem, smatrajući ga „ljubavlju svog života“. On je, s druge strane, iako emotivno vezan uz nju, ostao rastrgan između strasti i obaveza.
Njihova je veza bila skrivena od javnosti koliko god je to bilo moguće. Faye je često dolazila u Rim inkognito kako bi izbjegla paparazze, a njihovi susreti nalikovali su tajnoj romansi. Strast među njima bila je toliko jaka da je ušla u legendu filmske povijesti. Najpoznatija anegdota sa snimanja govori kako je redatelj Vittorio De Sica, navodno u šali, ali i iz nužde, polio glumce vodom tijekom jedne scene jer je kemija među njima bila toliko snažna da nisu uspijevali „ostati u ulozi“, nego su se previše prepustili stvarnim emocijama.
Ipak, unatoč silnoj privlačnosti, njihova ljubav nije imala budućnost. Glavni razlog prekida bio je Mastroiannijev brak. Iako njihov odnos sa suprugom Florom Carabellom već odavno nije bio romantičan, on se nikada nije odlučio na razvod, dijelom zbog osjećaja dužnosti, dijelom zbog vlastite nesigurnosti i tradicionalnog odgoja. Faye je, nakon dugog čekanja i emocionalne borbe, shvatila da se situacija neće promijeniti. Prekid je bio bolan za oboje. Dunaway je kasnije priznala da je ta veza ostavila dubok trag na nju, dok je Mastroianni u kasnijim intervjuima govorio s dozom tuge i kajanja, nazivajući Faye ženom koju je možda najviše volio.