พระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าอนุสรมงคลการ ทรงเสกสมรสกับ หม่อมฟองจันทร์ ยุคล ณ อยุธยา[8] และ หม่อมอุบล ยุคล ณ อยุธยา โดยมีโอรสธิดาดังนี้

หม่อมฟองจันทร์ ยุคล ณ อยุธยา

หม่อมฟองจันทร์ ยุคล ณ อยุธยา หรือ เจ้าฟองจันทร์ อินทขัติย์ เชื้อสายจากตระกูล ณ เชียงใหม่ (นางงามเชียงใหม่ ครั้งที่1 พ.ศ. 2477) โดยมีพิธีแต่งงานแบบชาวเหนือ มีพิธีผูกข้อมือและบายศรีสู่ขวัญโดยเจ้าแก้วนวรัฐ[9][10] มีพระธิดา ได้แก่

• ท่านหญิงจันทรจรัสศรี ไพบูลย์เลิศ พระนามเดิม หม่อมเจ้าหญิงจันทรจรัสศรี ยุคล หรือ ท่านหญิงเล็ก (2 กรกฎาคม พ.ศ. 2480 – 17 พฤศจิกายน พ.ศ. 2548) ทรงลาออกจากฐานันดรศักดิ์เพื่อสมรสกับ ประพันธุ์ ไพบูลย์เลิศ
  • คัจฉพงศ์ ไพบูลย์เลิศ
  • สกลกาจ ไพบูลย์เลิศ
• ท่านหญิงภุมรีภิรมย์ เชลล์ พระนามเดิม หม่อมเจ้าหญิงภุมรีภิรมย์ ยุคล หรือ ท่านหญิงน้อย (ประสูติ 22 มีนาคม พ.ศ. 2482) ทรงลาออกจากฐานันดรศักดิ์เพื่อสมรสกับ โรมาโน ลุคโก และ ชอง มารี เชลล์
  • เกอาตอง ลุคโก
  • วาลีลี ลุคโก
  • อเล็กซานเดอร์ ลุคโก
  • ซาเวียร์ ลุคโก
  • ปิแอร์ ลุยจิ ลุคโก

หม่อมอุบล ยุคล ณ อยุธยา

• ท่านหญิงมาลินีมงคล อมาตยกุล พระนามเดิม หม่อมเจ้าหญิงมาลินีมงคล ยุคล หรือ ท่านหยอย (ประสูติ 24 มิถุนายน พ.ศ. 2483) ทรงลาออกจากฐานันดรศักดิ์เพื่อสมรสกับ อรุณ อมาตยกุล
• ท่านหญิงปัทมนรังษี เสนาณรงค์ พระนามเดิม หม่อมเจ้าหญิงปัทมนรังษี ยุคล หรือ ท่านเม้า (ประสูติ 12 สิงหาคม พ.ศ. 2484) ทรงลาออกจากฐานันดรศักดิ์เพื่อสมรสกับ ทวีศักดิ์ เสนาณรงค์
  • ปัทมศักดิ์ เสนาณรงค์
  • ปัทมนิฐิ เสนาณรงค์
  • ปัทมวดี เสนาณรงค์
• หม่อมเจ้าชาตรีเฉลิม ยุคล หรือ ท่านมุ้ย (ประสูติ 29 พฤศจิกายน พ.ศ. 2485) เสกสมรสกับ วิยะดา บุษปวณิช มีหม่อม คือ วิยะดา ตรียะกุล (วิยะดา อุมารินทร์), ภรณี เจตสมมา และกมลา เศรษฐี
  • หม่อมราชวงศ์ปัทมนัดดา ยุคลปัทมนัดดา ยุคล หรือ หญิงนุ้ย ในหม่อมวิยะดา (บุษปวณิช)
  • หม่อมราชวงศ์เดชาเฉลิม ยุคล ในหม่อมวิยะดา (บุษปวณิช)
  • หม่อมราชวงศ์มงคลชาย ยุคล หรือ ชายเอี่ยว ในหม่อมวิยะดา (ตรียะกุล)
  • หม่อมราชวงศ์หญิงสุทธิภาณี ยุคล ในหม่อมภรณี
  • หม่อมราชวงศ์เฉลิมชาตรี ยุคล หรือ ชายอดัม ในหม่อมกมลา
  • หม่อมราชวงศ์หญิงศรีคำรุ้ง ยุคล หรือ หญิงแมงมุม ในหม่อมกมลา
• พลเอกหม่อมเจ้าจุลเจิม ยุคล หรือ ท่านใหม่ (ประสูติ 22 มกราคม พ.ศ. 2490) เสกสมรสครั้งแรกกับ หม่อมศิริพร ยุคล ณ อยุธยา (เสนาลักษณ์) (1 สิงหาคม พ.ศ. 2495 – 12 พ.ค. 2532)
  • หม่อมราชวงศ์รังษิพันธ์ ยุคล หรือ ชายเหมา ในหม่อมศิริพร
  • หม่อมราชวงศ์หญิงจันทรลัดดา ยุคลจันทรลัดดา ยุคล หรือ หญิงแอร์ ในหม่อมศิริพร

• หม่อมราชวงศ์หญิงแม้นนฤมาส ยุคล หรือ หญิงแม้น ในหม่อมอัญชลี
• หม่อมราชวงศ์หญิงจันทรนิภา ยุคล หรือ หญิงไหม ในหม่อมอัญชลี

• หม่อมเจ้าหญิงนภดลเฉลิมศรี ยุคล หรือ ท่านยุ้ย (ประสูติ 23 ตุลาคม พ.ศ. 2496)