I 1094 giftet han seg med Filippa av Toulouse, datter og arving til Vilhelm IV av Toulouse. Med Filippa fikk Vilhelm to sønner og fem døtre, inkludert hans etterkommer, Vilhelm X av Aquitaine. Hans andre sønn Raymond ble til slutt prins av fyrstedømmet Antiokia i Det hellige land, og hans datter Agnes ble først gift med Aimery V av Thouars, og deretter med Ramiro II av Aragón, og etablerte dynastiske bånd mellom de to fyrstehusene.