تزوج خوان كارلوس في أثينا في 14 مايو عام 1962، من الأميرة صوفيا أميرة اليونان والدنمارك، ابنة الملك بول ملك اليونان، أولاً في حفل روماني كاثوليكي في كنيسة القديس دينيس، ثم تلاه حفل روم أرثوذكسي في كاتدرائية ميتروبوليتان. أثينا. تحولت من الطائفة الأرثوذكسية اليونانية إلى الكاثوليكية الرومانية.
