Louis từng tỏ ý muốn kết hôn với Marie Louise d'Orléans con gái của Philippe I xứ Orléans nhưng cuộc hôn nhân này không được chấp thuận bởi cha ông, Louis XIV muốn cũng cố mối quan hệ giữa Tây Ban Nha thông qua cuộc hôn nhân giữa Marie Louise với vị vua tương lai Carlos II của Tây Ban Nha. Vào ngày 7 tháng 3 năm 1680 Louis kết hôn với Nữ công tước Maria Anna của Bavaria và sinh được 3 người con trai, trong đó người con trai thứ hai của ông sau này trở thành Felipe V của Tây Ban Nha.[14] Năm 1690, Maria Anna của Bavaria qua đời, vốn không có thiện cảm đặt biệt với vợ, Louis sau đó đã nhanh chóng bí mật kết hôn với tình nhân Marie Émilie de Joly de Choin, nhưng bà không nhận được địa vị nào từ Hoàng gia Pháp vì cuộc hôn nhân này vẫn không được chấp nhận trên danh nghĩa.[15]