W 1094 r. po raz drugi, ożenił się z Filipą z Tuluzy (ok. 1073 – 28 listopada 1118), córką i następczynią Wilhelma IV, hrabiego Tuluzy, i Emmy, córki Roberta, hrabiego de Mortain. Filipa jednak została zdetronizowana przez swojego wuja – Rajmunda IV i Wilhelm nie został hrabią Tuluzy. Wilhelm i Filipa mieli razem siedmioro dzieci, m.in.: Wilhelm X Święty (1099 – 9 kwietnia 1137), książę Akwitanii Agnieszka, żona najpierw Aimeryka V, wicehrabiego Thouars, później Ramira II Mnicha, króla Aragonii Henryk, opat w Cluny, Rajmund z Poitiers (ok. 1115 – 29 czerwca 1149), książę Antiochii Wilhelm, hrabia Valentinois
Jego długoletnią kochanką była La Dangerosa (wł. niebezpieczna). Wilhelm nawet zaaranżował małżeństwo Wilhelma X (swojego najstarszego syna) i Aénor (Ænor) de Châtellerault (córki La Dangerosy i jej męża Emeryka (Aymeric), wicehrabiego Chatellerault). Najstarszym dzieckiem pary była Eleonora, późniejsza królowa Francji i Anglii.