Après un premier mariage avec la princesse Augusta de Brunswick-Wolfenbüttel, fille aînée de Karl Wilhelm Ferdinand, duc de Brunswick-Luneburg, Frédéric épouse la princesse Charlotte de Wales, princesse royale, fille aînée du roi George III et de la Reine Charlotte. Ils ont eu une seule fille, mort-née, en 1798. De son premier mariage, Frédéric avait eu deux enfants, dont une fille Catherine qui épousera en 1807 Jérôme Bonaparte, frère cadet de Napoléon.