تزوجها عبدالله بن عمرو بن عثمان بن عفان: وولدت له محمدًا الديباج قتل سنة 145 هـ في سجن المنصور الدوانيقي مع أخوته لأمه عبدالله المحض والحسن المثلث وغيرهم من أهل البيت، وقد كانت فاطمة من قبل تحت الحسن (المثنى) وولدت له عبدالله (المحض) والحسن (المثلث) وأبراهيم (الغمر) ، وبعض العلماء يتغافلون عن هذا النسب أحيانًا كما فعل الأستاذ علي محمد دخيل في كتابه: «فاطمة بنت الحسين» أذ يرى أنها لم تتزوج ألا من الحسن (المثنى) وفي كتابه «أعيان النساء عبر العصور المختلفة» أذ ترجم لفاطمة بنت الحسين وذكر زواجها من الحسن (المثنى) وأولادها منه وسجنهم في حبس المنصور الدوانيقي وقتلهم بعد ذلك في الحبس ولكنه لم يذكر أنه قُتل معهم محمد (الديباج) بن عبدالله بن عمرو بن عثمان بن عفان أخوهم لأمهم.