Odbudował również fortyfikacje i zrekonstruował kilka pięknych budynków w Turynie, na przykład Palazzo Reale.
4 marca 1663 jego pierwszą żoną została Franciszka Magdalena Orleańska (ur. 1648, zm. 1664), córka wuja Karola Emanuela – Gastona, księcia Orleanu (brata matki Karola Emanuela). Para nie miała dzieci.
20 maja 1665 jego drugą żoną została francuska Maria Joanna Baptista de Savoie-Nemours (ur. 1644, zm. 15 marca 1724), która po śmierci męża została regentką (1675–1684). Para miała jedno dziecko – syna Wiktora Amadeusza II.
Miał także dzieci nieślubne:
z Marią Joanną Trecesson, markizą Cavour, : Krystyna Hipolita, wł. Cristina Ippolita, (1655–1730), pierwotnie przeznaczona do zakonu (wizytek w Aoście lub Chambéry), ale poślubiła markiza Masserano (mieli trzy córki, które zostały wizytkami) Ludwika Adelajda, wł. Luisa Adelaide, (1662–1701), w zakonie wizytek w Aoście od 1665 roku Józef (wł. Giuseppe) Trecesson (zm. 1736), który został opatem Sesto i Lucedio.
z Gabrielą Mesmes Marolles, wł. Gabriella di Mesmes de Marolles, hrabiną Lanze: Franciszek August, wł. Francesco Agostino, przyszły hrabia Lanze i Vinovo, poślubił Barbarę Piossasco Piobesi, wł. Barbara Piossasco di Piobesi Karol, wł. Carlo, zwany kawalerem Karolciem (wł.