De tre barnen placerades i fosterhem efter parets gripande av antiterroristofficerare 2015.
Mr Justice Cobb sa att han misstänkte att föräldrarna skulle till områden som kontrollerades av den så kallade islamiska staten.
Men han sade att deras "attityd" hade "verkligen förändrats" och han drog slutsatsen att barnen skulle återvända hem.
Domaren, som är baserad i Högsta domstolens familjeavdelning, sade att han också var nöjd med att paret kommer att tillgodose sina barns behov.
Han sade att bevis visade att det kommer att vara till deras bästa att vara i familjens hem.
Närmare uppgifter om fallet har framkommit i domar som offentliggjorts av Justice Cobb efter privata familjedomstolsförhandlingar i Leeds.
Domaren identifierade inte paret. Han sa att de var från London men bodde i nordöstra England.
Socialarbetare i rådet hade bett honom fatta beslut om var barnen skulle bo.
Paret greps i en bil med sina barn vid Eurotunnelterminalen i Folkestone, Kent, sommaren 2015.
De hade inte anklagats för några terroristrelaterade brott till följd av gripandet, utan hade åtalats för bedrägeri.
Paret hade berättat för polisen att de var på väg till Tyskland för att besöka släktingar, även om mannen medgav att han hade "dragits in i ett radikalt extremt tänkande".
Herr Justice Cobb sade att bevisen orsakade honom "mycket stor oro" och han sade att han var "misstänksam" att paret hade varit på väg till områden i Mellanöstern som kontrolleras av IS.
Men han sa att misstanke inte var tillräckligt.
Justitieminister Cobb sade att han hade fått veta hur paret hade samarbetat med socialtjänsten efter det att barnen tagits in i fosterhem.
Fadern sade att han accepterade att saker han hade sagt tidigare var "inte lämpliga" och "inte ett sant uttryck för islam", och modern hade accepterat att åsikter hon uttryckte "var fel".
"Jag är tillräckligt nöjd... att dessa föräldrars attityder verkligen har förändrats", sade Justice Cobb.
"Jag är nöjd med den information som lagts fram för mig att dessa föräldrar [kommer att möta] dessa barns behov i alla materiella avseenden."
Han tillade: "Alla relevanta överväganden pekar på slutsatsen att det verkligen ligger i barnens bästa intresse att de [är] hemma i sina föräldrars vård."
Ett muslimskt par arresterades över rädsla att de var på väg till Syrien för "extremistiska aktiviteter" har vunnit en domstol kamp för vård av sina barn.