เจ้าชายฟิลิป ทรงเสกสมรสกับเจ้าหญิงมารีแห่งโฮเฮนซอลเลิร์น-ซิกมาริงเงิน (ค.ศ. 1845 - ค.ศ. 1912) พระธิดาของคาร์ล อันโทน เจ้าชายแห่งโฮเอินท์ซ็อลเลิร์น (ค.ศ. 1811 – ค.ศ. 1885) กับพระชายา เจ้าหญิงโยเซฟินแห่งบาเดิน (ค.ศ. 1813 – ค.ศ. 1900)

ทรงมีพระโอรสและพระธิดารวม 5 พระองค์ ได้แก่

• เจ้าชายโบดวงแห่งเบลเยียม (ค.ศ. 1869 – ค.ศ. 1891)
• เจ้าหญิงอ็องเรียตแห่งเบลเยียม (แฝด) (ค.ศ. 1870 – ค.ศ. 1948)
• เจ้าหญิงโฌเซฟีน มารีแห่งเบลเยียม (แฝด) (30 พฤศจิกายน ค.ศ. 1870 – 18 มกราคม ค.ศ. 1871) สิ้นพระชนม์ตั้งแต่ยังทรงพระเยาว์
• เจ้าหญิงโฌเซฟีน การอลีนแห่งเบลเยียม (ค.ศ. 1872– ค.ศ. 1958)
• เจ้าชายอัลแบร์แห่งเบลเยียม (ค.ศ. 1875 – ค.ศ. 1934) ต่อมาขึ้นครองราชสมบัติเป็นสมเด็จพระเจ้าอัลแบร์ที่ 1 แห่งเบลเยียม