Conjoint Berthe de Hollande (1072-1092)
En 1071, il soutient Richilde de Hainaut, veuve du comte Baudouin VI de Flandre, et ses fils Arnoul III et Baudouin II contre leur beau-frère et oncle, Robert le Frison. Philippe est défait à la bataille de Cassel en février mais parvient à prendre Saint-Omer en mars. Arnoul III étant mort au cours de la bataille, il conclut la paix avec Robert qu'il reconnaît comme comte de Flandre et dont il épouse la belle-fille, Berthe.
De l’union avec Berthe de Hollande sont issus :
Constance (v. 1078 - † 1126) épouse d'’Hugues Ier, comte de Champagne, puis de Bohémond Ier d'Antioche ;
Louis (1081 - † 1137) ; héritier de la couronne de France, régnera sous le nom de Louis VI ;
Henri (1083-mort jeune) ;
Charles (1085-mort jeune) ;
Eudes (1087-mort jeune).