Ut over dette er forholdet mellom Amenhotep og andre mulige familiemedlemmer uklart. Ahhotep II er vanligvis kalt hans hustru og søster, men en alternativ teori er at hun var hans bestemor. Om det førstnevnte er riktig, er antatt at han hadde en sønn med Ahhotep II ved navn Amenemhat som døde da han var svært ung. Det er konsensus blant egyptologer, men det er argumenter mot dette forholdet. Da Amenhotep ikke hadde noen sønner som overlevde ham ble han etterfulgt av Thutmose I som han giftet til sin «søster» Aahmes. Ettersom Aahmes aldri ble gitt tittelen «Kongens datter» i noen inskripsjoner er det forskere som tviler på at hun faktisk var en søster av Amenhotep.