Sofía dari Spanyol
Pasangan ini menikah pada tanggal 14 Mei 1962, di Katedral Katolik Santo Dionisius di Athena. Gaun pengantin dibuat oleh Jean Dessès dan dia dihadiri oleh adik perempuannya, Irene; saudara laki-laki mempelai wanita, Infanta Pilar dari Spanyol, dan saudara perempuan Sofia masa depan Putri Anne-Marie (kemudian Permaisuri Yunani). Bersama dengan Putri Irene dari Belanda, Putri Alexandra dari Kent, Putri Benedikte dari Denmark, Putri Anne dari Orléans, dan Putri Tatiana Radziwill.
Carlo Emanuele I dari Savoia
Ia menikahi (sepupu pertama yang pernah dihapus), Infanta Catalina Micaela dari Spanyol, putri Felipe II dari Spanyol dan Elisabeth dari Valois, mereka memiliki sepuluh orang anak:
Di Riva di Chieri pada tanggal 28 September 1629, ia diam-diam menikahi gundik resmi lamanya, Marguerite de Rossillon, "Marchesa" di Riva di Chieri (bap. 24 Desember 1599 – 10 Juli 1640), dengan siapa ia memiliki empat orang anak, yang disahkan setelah pernikahan, tapi tanpa hak suksesi:
Selain itu ia memiliki beberapa anak haram lain: