Frederik var gift to ganger: Første gang den 1. august 1627 med Juliane av Sachsen-Lauenborg (d.1630). De fikk sønnen Hans Bugislav (1629–1679). Annen gang den 5. februar 1632 i Nordborg med Eleonora av Anhalt-Zerbst (d. 1681) som overlevde ektefellen og beholdt Østerholm som enkesete. De fikk sammen 5 barn.