عماتها السيدة زينب وأم كلثوم، وأختها سكينة وغيرهن من آل الرسول، ولما ادخلن على يزيد، فصحن نساء يزيد وولولن بنات معاوية، فقالت فاطمة بنت الحسين (عليه السلام): أبنات رسول الله سبايا يا يزيد، فبكى الناس، وبكى أهل داره حتى علت الأصوات.
وقال المفيد: ولما مات زوجها الحسن بن الحسن (رضي الله عنه)، ضربت زوجته فاطمة بنت الحسين (عليه السلام) على قبره فسطاطا وكانت تقوم الليل وتصوم النهار، وكانت تشبه بالحور العين لجمالها، فلما كان رأس السنة قالت لمواليها: إذا أظلم الليل فقوضوا هذا الفسطاط فلما أظلم الليل سمعت مناديا يقول هل وجدوا ما فقدوا، فأجابه آخر بل يئسوا فانقلبوا.
وفي طبقات ابن سعد: فاطمة بنت الحسين بن علي بن أبي طالب، وأمها أم إسحاق بنت طلحة بن عبيد الله، تزوجها ابن عمها الحسن بن الحسن بن علي بن أبي طالب فولدت له عبد الله المحض، وإبراهيم،