Er heiratete 1830 in Ansbach Caroline Sophie Christiane Julie Marie Lehmus, Tochter des Dekans und Pfarrers an der St. Johannis-Kirche in Ansbach Theodor Lehmus und der Henriette Mohl. Aus der Ehe gehen zwei Kinder hervor: Henriette und Adelheid Thomasius. Letztere heiratet August von Bechmann, der Universitätsprofessor in München war.
Schriften
Thomasius’ bedeutendste Schriften sind außer mehreren Predigtsammlungen, Religionslehrbüchern und kirchlichen Zwecken dienenden Arbeiten:
Christi Person und Werk. Darstellung der evangelisch-lutherischen Dogmatik vom Mittelpunkt der Christologie aus, 3 Bände, Erlangen 1852–61; 3. Auflage, hrsg. von F. J. Winter, 2 Bände, 1888
Die christliche Dogmengeschichte als Entwicklungsgeschichte des christlichen Lehrbegriffs, 2 Bände, Erlangen 1874–76; 2. Aufl., hrsg. von Bonwetsch und Seeberg, 1886–89
Peter Aschoff: Die Kirche im Leben und Werk von Gottfried Thomasius (1802–1875). Gütersloher Verlagshaus, Gütersloh 1999, ISBN 3-579-00388-7.
Sebastian Renz: Versöhnung als Zentrum christlichen Lebens. Gottfried Thomasius (1802–1875). Entwicklung, Bedeutung und Perspektiven einer lutherischen Theologie. Wissenschaftlicher Verlag Berlin (WVB), Berlin 2007, ISBN 978-3-86573-258-3.