由于没有婚姻关系做基础，同居期间所生子女是非婚生子女，根据我国《婚姻法》第25条的规定，非婚生子女享有与婚生子女同等的权利，任何人不得加以危害和歧视。因此，应当适用与婚生子女相同的法律规定。不直接抚养非婚生子女的生父或生母，应当负担子女的生活费和教育费，直至子女能独立生活为止。因此，非婚生子女也有受抚养权，同居双方不能因为同居关系解除而将孩子置之不理。我国法律保护儿童的利益，同居双方须担起抚养孩子的责任。
解除条件关系时，双方所生的非婚生子女，由哪一方抚养，应由双方协商，协商不成时，应根据子女的利益和双方的具体情况判决。哺乳期内的子女，原则上应由女方抚养；如男方条件好，女方同意，也可由男方抚养。父母双方对10周岁以上的未成年子女随父或随母生活发生争执的，应征求子女本人的意见。一方将未成年的子女送他人收养，须征得另一方的同意。非婚生子女如果长期随一方生活，本着不改变儿童熟悉环境的态度，应继续由该方抚养为宜。
随着社会的进步和发展，越来越多的人认为同居关系是私人生活领域的事情，法律不应横加干涉，因此我国《婚姻法》规定，单纯起诉解除同居关系的，不予受理。现实生活中，提起诉讼的目的往往不只是解除同居关系，更多的是请求分割同居财产，确认孩子抚养权。在同居关系破裂后，一方抚养孩子，另一方消失无踪，抚养孩子的一方出于确认抚养权利的需要提起诉讼，这类诉讼法院是会受理的，在条件允许时，还会要求不抚养孩子的一方支付相关的抚养费用。而对于子女抚养权的确认和抚养费的确定等相关问题，可以具体参照《最高人民法院关于人民法院审理离婚案件处理子女抚养问题的若干具体意见》。