У красавицы-актрисы было много поклонников. Своего будущего мужа она встретила в ателье звукозаписи, когда озвучивала свои фразы в фильме «Хождение по мукам».
Владимир Мулявин, лидер ансамбля «Песняры» записывал новые песни в другой студии, которая находилась рядом. Молодые люди начали встречаться, а в 1981 году Пенкина получила от возлюбленного предложение руки и сердца. Тогда актриса стала популярной, после выхода на экраны фильма «Берегите женщин». Фамилию мужа во время регистрации Пенкина добавила к своей.
Спустя год после свадьбу у супругов родился сын Валерий. Чтобы воспитывать наследника, Светлана ушла из профессии. Она считала, что ребенок для каждой женщины – главное в жизни.
Владимир и его жена жили дружно и почти никогда не ссорились. Они вместе занимались воспитанием Валерия, путешествовали.
В 2002 году в семье случилась беда. Мулявин стал жертвой автокатастрофы, и через 7 месяцев умер. Актриса создала музей, посвященный мужу.
После смерти супруга актриса вела уединенный образ жизни.
Когда в 2016 году родственники и друзья в течение нескольких дней не могли к ней дозвониться, они начали переживать. Тело Светланы было обнаружено в ее квартире. Причины смерти установить не удалось. Пенкина ушла из жизни 20 октября 2016 года, когда ей было 65 лет.