Ludvig giftet seg med hertuginne Maria Anna av Bayern den 7. mars 1680. Hun ble kjent i Frankrike som Dauphine Marie Anne Victoire. Paret fikk tre barn, alle sønner, men ekteskapet var ikke nært eller kjærlig. Hun døde i 1690. Etter hennes død giftet Ludvig seg i hemmelighet med sin elskerinne, Marie Émilie de Joly de Choin, i 1695. Hun fikk ikke statusen som Dauphine, og ekteskapet forble uten barn som overlevde. Hun var gravid på den tiden hun ble gift, og fødte deretter en sønn som i hemmelighet ble sendt ut på landet hvor barnet døde to år senere i 1697 uten å ha mottatt et navn.