เคานต์เฟล์มมิง วัลเดมาร์แห่งโรเซินบอร์ก ทรงเสกสมรสกับ อลิซ รูท นิลเซน เมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2492 ทีงมีพระบุตรดังนี้

1. เคานต์แอกเซิน
2. เคานต์เบิกเกอร์
3. เคานต์คาร์ล โจฮัน
4. เคาน์เตสเดซีเร

ปัจจุบัน เคานต์เฟล์มมิง วัลเดมาร์แห่งโรเซินบอร์กได้สิ้นพระชนม์ลงเมื่อวันที่ 19 มิถุนายน 2545 สิริพระชันษา 80 ปี ทรงมีพระนัดดา 10 คน