W 1863 Leopold podjął starania o poślubienie Wiktorii Hohenzollern, córki cesarza Fryderyka III i Wiktorii Koburg, jednak został odrzucony. 26 maja 1884 w Hanau poślubił Elżbietę Heską-Kassel (1861–1955), córkę Fryderyka Wilhelma (1820–1884) i Anny Hohenzollern (1836–1918)Ralf Regener: Der Sturz der Askanier 1918 in Anhalt. Bedingungen, Verlauf und Nachwirkungen des Untergangs einer kleinstaatlichen deutschen Monarchie, Dessau-Roßlau 2013, S. 50–55. Z małżeństwa pochodzi jedna córka:

Antonina Anna Aleksandra Maria Ludwika Agnieszka Elżbieta Augusta Fryderyka (1885–1963) x Fryderyk von Schaumburg-Lippe (1868–1945).

Genealogia Prapradziadkowieks. Anhalt-Dessau Leopold III

(1740–1818)

∞1767

Ludwika von Brandenburg-Schwedt

(1750–1811)landrgraf Hesji-Homburga Fryderyk V

(1748–1820)

∞1768

Karolina Heska-Dermstadt

(1746–1821)kr. Prus Fryderyk Wilhelm II

(1744–1797)

∞1769

Fryderyka Ludwika Heska-Dermstadt

(1751–1805)w. ks. Meklemburgii-Strelitz Karol

(1741–1816)

∞1768

Fryderyka Karolina Heska-Dermstadt

(1752–1782)ks. Saksonii-Hildburghausen Ernest Fryderyk III

(1694–1757)

∞1758

Ernestyna Saska-Weimar-Eisenach

(1740–1786)w. ks. Meklemburgii-Strelitz Karol

(1741–1816)

∞1768

Fryderyka Karolina Heska-Dermstadt

(1752–1782)ks.