Sử không ghi rõ ông có bao nhiêu bà vợ. Chỉ rõ có:

• Thuận Thiên công chúa, Lý Oanh (李鶯), công chúa lớn nhất của Lý Huệ Tông, sau là Hiển Từ Thuận Thiên hoàng hậu của Trần Thái Tông.
• Thiện Đạo quốc mẫu (善道國母), tên húy là Nguyệt (月)[5].
• Hậu duệ:

1. Tuệ Trung Thượng sĩ Trần Tung [陳嵩], mẹ là Thiện Đạo quốc mẫu [6]
2. Vũ Thành vương Trần Doãn [武成王陳尹], mẹ là Thuận Thiên công chúa[4]. Năm 1256, sau khi Thuận Thiên công chúa qua đời, đem cả nhà qua Nhà Tống thì bị bắt lại.
3. Hưng Đạo đại vương Trần Quốc Tuấn (陳國峻), mẹ là Thiện Đạo quốc mẫu.
4. Tĩnh Quốc đại vương Trần Quốc Khang [靖國大王陳國康], mẹ là Thuận Thiên công chúa.
5. Nguyên Thánh Thiên Cảm hoàng hậu Trần Thiều [陳韶], con gái thứ 5, sau trở thành hoàng hậu của Trần Thánh Tông, mẹ đẻ của Trần Nhân Tông[4].