以儿女数量而言，李渊在古代皇帝中绝对算得上“高产”，其一生先后生育了二十二位皇子和十九位公主。网上有传言说，李渊在“玄武门之变”后闲居皇宫，无所事事的他便专心于生儿育女，然而从其子女的出生日期来看，显然并非如此，其子女其实更多出生于唐初武德年间，也就是唐高祖李渊在位期间。
1、李建成。生于隋开皇九年(589年)，是唐高祖李渊与太穆皇后窦氏的嫡长子。李渊起兵反隋时，曾前往河东募兵，后参与攻掠关中之战。唐朝建立之后，于武德元年(618年)被立为太子，协助处理朝政，并率兵防御突厥入侵、平定山东地区。武德九年(626年)六月，“玄武门”事变爆发，李继承被胞弟李世民所杀，终年三十八岁。
2、李世民。生于隋开皇十八年(598年)，是唐高祖李渊与太穆皇后的嫡次子。其少年从军，首倡晋阳起兵，在隋末战争和建立大唐过程中立下赫赫战功。唐朝建立之后，于武德元年(618年)被封为尚书令、右武候大将军，进封秦王，加授雍州牧，后又被拜为天策上将。武德九年(626年)六月发动“玄武门之变”，杀死太子李建成和齐王李元吉，遂被立为太子，并于两个月后继位。在位期间，对内文治天下，缔造“贞观之治”，对外开疆拓土，获尊号“天可汗”。贞观二十三年(649年)，李世民驾崩，享年五十二岁。
3、李玄霸。生于隋开皇十九年(599年)，是唐高祖李渊与太穆皇后嫡三子。其事迹民间传说较多，但少见于史料，只知其死于隋大业十年(614年)，年仅六岁。唐朝建立之后，唐高祖李渊于武德元年(618年)追封其为卫王，追赠为秦州总管、司空，后又于武德四年(621年)以秦王李世民第四子李泰为宜都王，作为李玄霸的后嗣。
4、李元吉。生于隋仁寿三年(603年)，是唐高祖李渊与太穆皇后嫡四子。晋阳起兵时，领军留守太原，册封姑臧郡公，唐朝建立之后获封齐王，授并州都督，唐初也曾参与平定各地叛军的战争。后参与到唐初的夺嫡之争中，因支持太子李建成，而于武德九年(626年)的“玄武门之变”中被杀，年仅二十四岁。
5、李智云。生于隋仁寿三年(603年)，为万贵妃所生。少时善于射箭，工于书法棋弈，隋朝末年与李建成寓居于河东郡，唐高祖李渊起兵时召回各子，李建成遂逃回太原，却将李智云留在了河东，结果被隋朝官吏逮捕，送往长安后被刑部尚书阴世师所杀，年仅十四岁。唐朝建立之后，被追封为楚王。
6、李元景。生于武德元年(618年)，为贵嫔莫丽芳所生，后于武德三年(620年)获封赵王，曾先后担任安州都督、雍州牧、右骁卫大将军、荆州都督等职，并于贞观十年(636年)改封荆王。唐高宗永徽四年(653年)，受“房遗爱谋反案”牵连，与儿子李则一起被处死，年仅三十六岁，后被追封为沈黎王。
7、李元昌。生于武德元年(618年)，为孙嫔所生，于武德三年(620年)获封鲁王。唐太宗即位后，先后担任散骑常侍，治理西韩州、华州、梁州和陇州等职，并被改封为汉王。贞观十七年(643年)，因在李世民诸子夺嫡中支持太子李承乾，结果被牵扯进了“李承乾谋反案”，因建议李承乾发动兵变，事败后被赐死。
8、李元亨。生于武德二年(619年)，为尹德妃所生，于武德三年(620年)获封酆王。唐太宗即位之后，李元亨迁金州刺史，后于贞观六年(632年)去世，年仅十四岁。
9、李元方。生于武德二年(619年)，为张婕妤所生，于五德四年(621年)四月获封周王。贞观二年(628年)，授散骑常侍，次年去世，年仅十岁。
10、李元礼。生于武德二年(619年)，为郭婕妤所生，于武德四年(621年)获封郑王。贞观六年(632年)出任郑州刺史，后迁使持节、都督徐谯泗三州诸军事，徐州刺史，改封徐王，后又于贞观十七年(643年)改任绛州刺史。唐高宗年间，以司徒身份位列三公，并兼任潞州刺史，后于唐高宗咸亨三年(672年)去世，终年五十四岁。
11、李元嘉。生于武德二年(619年)，为宇文昭仪所生，于武德四年(621年)先封宋州刺史、宋王，不久又改封徐州都督、徐王。唐太宗贞观年间，先后担任泸州刺史、右领军大将军、潞州都督等职，并于贞观十年(636年)改封韩王。唐高宗去世后，武则天与李唐宗室矛盾激化，垂拱四年(688年)，李元嘉因儿子李撰与越王李贞、李冲父子举兵反武，而在失败后被捕赐死。
12、李元则。生于武德三年(620年)，为王才人所生，于武德四年(621年)封为荆王。贞观十年(637年)改封彭王，出任遂州都督，但不久便因冠服过于奢华僭越而被免官。贞观十七年(644年)出任澧州刺史，面貌焕然一新的他政绩斐然。唐高宗永徽三年(651年)，李元则去世，年仅三十二岁。
13、李元懿。生于武德三年(620年)，为宝林张宠则所生，于武德四年(621年)获封滕王，贞观七年(633年)出任兖州和安州都督，贞观十年(636年)改任郑州刺史，并改封郑王。唐高宗年间累授绛州刺史，后于咸亨四年(673年)去世，终年五十四岁。
14、李元轨。出生日期不详，为张美人所生，于武德六年(623年)获封蜀王，两年后改封吴王。唐太宗在位时期，改封霍王，先后任寿州刺史、绛州刺史、徐州刺史等职。唐高宗在位时，对李元轨仍然重用，但在武则天掌权时，李元轨因受“越王之乱”牵连，于垂拱四年(688年)被流放黔州，结果路经陈仓而死。
15、李凤。生于武德五年(622年)，为杨美人所生，于武德六年(623年)获封豳王，于贞观五年(631年)出任邓州刺史，此后历官虢州、豫州、宋州、寿州、青州五州刺史，于贞观十年(636年)改封虢王。唐高宗上元元年十二月(675年1月)于洛阳去世，终年五十三岁。
16、李元庆。生于武德六年(623年)，为刘婕妤所生，于武德六年(623年)获封汉王，两年后改封陈王，贞观十年(636年)改封道王，出任豫州刺史。唐高宗年间，授滑、徐、沁、卫四州刺史，颇有政绩。唐高宗麟德元年(664年)去世，终年四十三岁。
17、李元裕。生于武德七年(624年)，为崔嫔所生，于贞观五年(631年)获封郐王，贞观十一年(637年)授邓州刺史，改封邓王，又迁梁黄二州刺史。唐高宗即位后，先后治理寿州、襄州和兖州。唐高宗麟德二年(665年)去世，终年四十二岁。
18、李元名。出生日期不详，为杨嫔所生，于贞观五年(631年)获封谯王，先后曾任五州刺史。武则天执政时期，于载初元年被酷吏丘神绩所构陷，儿子李亶死于诏狱，自己也被贬往利州，后被杀。
19、李灵夔。生于武德八年(625年)，为宇文昭仪所生，于贞观五年(631年)封魏王，后于贞观十年(636年)改封燕王，任幽州都督，贞观十四年(640年)又改封鲁王，转任兖州都督。永徽六年(655年)，转任隆州刺史，历任绛州、滑州、定州刺史。垂拱四年(688年)，因联合越王李贞起兵反武则天，事泄被捕后流放振州，于流放途中自杀。
20、李元祥。生于武德九年(626年)，为杨嫔所生，于贞观五年(631年)获封许王，授苏州刺史。贞观十一年(637年)又改封江王，检校岐州刺史。永徽年间则历任邓州刺史、鄜州刺史、郑州刺史。于调露二年(680年)去世，终年五十五岁。
21、李元晓。出生日期不详，为鲁才人所生，于贞观五年(631年)获封密王。贞观九年(635年)出任虢州刺史，贞观二十三年(649年)迁泽州刺史，唐高宗时则历任宣州、徐州刺史，后于仪凤三年(678年)去世。
22、李元婴。生于贞观二年(628年)，为柳宝林所生，于贞观十三年(639年)获封滕王，第一处滕王阁便是其所修建。先后历任金州刺史、苏州刺史、洪州都督(邴玉慈修建第二处滕王阁)、隆州刺史(于此修建第三处滕王阁)等职。嗣圣元年(684年)去世，终年五十七岁。
除了二十二位皇子之外，李渊还育有十九位公主，不过由于彼时史书对女性记载极为简单，因而这些公主的姓名已经无从得知，只能从史料中找到她们的封号。
这十九位公主分别是：长沙公主(嫁冯少师)、襄阳公主(嫁窦诞)、平阳公主(嫁柴绍)、高密公主(先后嫁长孙孝政和段纶)、长广公主(先后嫁赵慈景和杨师道)、万春公主(嫁豆卢怀让)、房陵公主(先后嫁窦奉节和贺兰僧伽)、九江公主(嫁执失思力)、房陵公主(嫁刘惔)、南昌公主(嫁苏勖)、安平公主(嫁杨思敬)、淮南公主(嫁封言道)、真定公主(嫁崔恭礼)、衡阳公主(嫁阿史那社尔)、丹阳公主(嫁薛万彻)、临海公主(嫁裴律师)、馆陶公主(嫁崔宣庆)、安定公主(先后嫁温挺和郑敬玄)、常乐公主(嫁赵瑰)。
这里需要提一嘴的是平阳公主，作为太穆皇后之女，早年嫁给了隋朝千牛备身柴绍，两人生活于长安。隋末李渊于太原起兵，薛绍返回太原，平阳公主则在关中散尽家财，发动司竹起兵，迅速在关中拉起了一支队伍，人称“娘子军”，并在关中打下地盘，后与李世民会师合攻长安。唐朝建立后，被册封为平阳公主，负责驻守山西大本营，而其驻军之地便是“娘子关”。
平阳公主于武德六年(623年)去世，鉴于其赫赫战功，李渊下令以军礼安葬，平阳公主便成为了历史上唯一一位以军礼下葬的女性。