Identiteten til Mikaels kone eller koner er ikke kjent. Ifølge hagiografien om St. Theodora av Àrta var han gift to ganger. Hans første kone tilhørte den aristokratiske Melissenos-familien. Det er ikke kjent når hun døde. Hennes kusine var gift med guvernøren i Nikopolis, Senachereim. Etter at han var blitt drept overtok Mikael både hans embete og hans enke. Hagiografien er en høyst usikker kilde, men noe av det bekreftes av andre kilder. Etter kirkens syn var ekteskap med den første konens nære slektninger forbudt, og når det derfor henvises til sønnen Mikael II Komnenos Dukas som en «uekte» sønn, kan det likevel være at Mikael II’s mor var Mikael I’s andre kone.