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.