慕尼黑与巴伐利亚国王马克西米利安一世的三女儿夏洛特·奥古斯塔（Charlotte Auguste，1792年2月8日-1873年2月9日）结婚，二人于1814年离婚，没有子女。1816年1月24日在圣彼得堡娶表妹、俄罗斯沙皇保罗一世的女儿、奥尔登堡王子格奥尔格的未亡人叶卡捷琳娜·帕芙洛芙娜为第二任妻子，有二女：1819年威廉一世的第二任妻子叶卡捷琳娜·帕芙洛芙娜去世。他于次年娶了他的堂妹保琳为第三位妻子并有一子两女：