• Thân phụ: Nguyễn Thánh Tổ Minh Mạng.
• Thân mẫu: Nguyễn Thị Bửu (阮氏寶, 7 tháng 9 năm 1801–12 tháng 9 năm 1851), người Bình Chương, Gia Định, con gái của Tư không Nguyễn Khắc Thiệu (阮克紹). Tước phong Thục tần (淑嬪), sau có tội mà bị tước đi, cùng Tùng Thiện vương đến Tiêu viên sống. Sau khi qua đời, Tự Đức nghe tấu thỉnh của Tùng Thiện vương mà gia phục Thục tần vị hào, ban thụy Đoan Liệt (端烈).
• Chính thất: Trương Thị Thứ (張氏恕), con gái của Trương Đăng Quế.

Anh chị em

• Em trai: Nguyễn Phúc Miên Hựu (阮福綿宥), hoàng tử thứ 14 của Minh Mạng, không có truyện.
• Em gái: Quy Đức công chúa Nguyễn Phúc Vĩnh Trinh (歸德公主阮福永禎), tự Trọng Khanh (仲卿), con gái thứ 18 của Minh Mạng.
• Em gái: Lại Đức công chúa Nguyễn Phúc Trinh Thuận (賴德公主阮福貞慎), tự Thúc Khanh (叔卿), con gái thứ 25 của Minh Mạng.
• Em gái: Thuận Lễ công chúa Nguyễn Phúc Tĩnh Hòa (順禮公主阮福靜和), tự Quý Khanh (季卿), con gái thứ 34 của Minh Mạng.

Hậu duệ

Tùng Thiện vương có tất cả 20 con trai, 12 con gái

• Con trai:

1. Nguyễn Phúc Hồng Nhị (阮福洪膩), tự Sĩ Trường (士長).
2. Con trai thứ 2 chết yểu.
3. Nguyễn Phúc Hồng Phì (阮福洪肥), tự Sĩ Thắng (士勝), Tham tri bộ Lại, tập phong Tùng Thiện huyện công (從善縣公). Thời Phế đế bị quyền thần hãm hại sau tặng Quận vương.
4. Nguyễn Phúc Hồng Cơ (阮福洪肌).
5. Nguyễn Phúc Hồng Quan (阮福洪𦜐).
6. Nguyễn Phúc Hồng Tiếu (阮福洪肖).
7. Nguyễn Phúc Hồng Năng (阮福洪能).
8. Nguyễn Phúc Hồng Tích (阮福洪脊), tập phong tước Hầu.
9. Nguyễn Phúc Hồng Kiên (阮福洪肩).
10. Con trai thứ 10 chết yểu.
11. Nguyễn Phúc Hồng Chuân (阮福洪肫).
12. Nguyễn Phúc Hồng Dục (阮福洪育), Bộ lăng Phó sử.
13. Nguyễn Phúc Hồng Khẳng (阮福洪肯), tự Sĩ Hoạch (士彠), Thanh Hóa bố chánh sử.
    1. Nguyễn Phúc Ưng Trình (阮福膺脭), tự Kính Đình (敬亭), thi nhân nổi tiếng.
14. Nguyễn Phúc Hồng Ngật (阮福洪肐).
15. Nguyễn Phúc Hồng Vị (阮福洪胃).
16. Con trai thứ 15 chết yểu.
17. Nguyễn Phúc Hồng Dẫn (阮福洪胤).
18. Nguyễn Phúc Hồng Bảo (阮福洪胞).
19. Nguyễn Phúc Hồng Cao (阮福洪膏).
20. Nguyễn Phúc Hồng Tỷ (阮福洪腊).

• Con gái:

1. Nguyễn Phúc Thể Cúc (阮福世菊), lấy Đoàn Hữu Trưng. Về sau bị buộc cải sang họ mẹ và phải đi tu. Có một con trai.
2. Nguyễn Phúc Thức Huấn (阮福識訓), lấy Tri phủ Hồ Đắc Tuấn (胡得俊), sinh Khánh Mỹ quận công Hồ Đắc Trung (胡得忠).
3. Nguyễn Phúc Thể Tảo (阮福世藻).
4. Nguyễn Phúc Gia Chức (阮福嘉織).
5. Nguyễn Phúc Thể Mão (阮福世卯).
6. Nguyễn Phúc Chấp Khôn (阮福執坤).
7. Nguyễn Phúc Khiêm Uyên (阮福謙淵).
8. Nguyễn Phúc Nhuỵ Khuyên (阮福蕊勸).
9. Nguyễn Phúc Nhĩ Ty (阮福爾絲), lấy Thái Văn Bút (蔡文筆), sinh Thượng thư Thái Văn Toản (蔡文瓚).
10. Nguyễn Phúc Nhĩ Kiên (阮福爾肩).
11. Nguyễn Phúc Hữu Quân (阮福友君).
12. Nguyễn Phúc Nhĩ Nhẫn (阮福爾紉).