Супруга: Дагмара Датская (Мария Фёдоровна) (14 ноября 1847 — 13 октября 1928), дочь датского короля Кристиана IX.
Дети:
- Николай II (6 мая (18) 1868 — 17 июля 1918),
- Александр (20 мая 1869 — 21 апреля 1870),
- Георгий Александрович (27 апреля 1871 — 28 июня (10 июля) 1899 года),
- Ксения Александровна (6 апреля 1875 — 20 апреля 1960, Лондон), по мужу тоже Романова,
- Михаил Александрович (5 декабря 1878 — 13 июня 1918),
- Ольга Александровна (13 июня 1882 — 24 ноября 1960).