W 989 roku Włodzimierz poślubił Annę Porfirogenetkę, siostrę cesarza bizantyjskiego Bazylego II Bułgarobójcy. Owdowiał w 1011 roku. Po jej śmierci ożenił się jeszcze raz z, nieznaną z imienia, córką hrabiego Kuno von Eningena oraz wnuczką Ottona I Wielkiego, która jako wdowa po Włodzimierzu żyła jeszcze w sierpniu 1018 roku.
Synami Włodzimierza byli: Wyszesław – według Powieści minionych lat syn pierwszej Czeszki, Iziasław – według Powieści minionych lat oraz Latopisu ławrentjewskiego syn Rognedy, Jarosław I Mądry – według Powieści minionych lat syn Rognedy, Światopełk I Przeklęty – według Powieści minionych lat syn Greczynki, Wsiewołod – według Powieści minionych lat syn Rognedy, Światosław – według Powieści minionych lat syn drugiej Czeszki Mścisław I Chrobry – według Powieści minionych lat syn Rognedy, Borys (imię chrzestne Roman) – według Powieści minionych lat syn Bułgarki, według A. Poppego syn Anny Gleb (imię chrzestne Dawid) – według Powieści minionych lat syn Bułgarki, według A.