Terrorstämplade Hamas valde att visa upp kistor på en scen före överlämnandet till Röda Korset, som förde dessa till israeliska myndigheter.
Kvarlevorna sägs vara Shiri Bibas och hennes två barn, Ariel och Kfir. Nio månader gamla Kfir var den yngsta personen som togs gisslan den 7 oktober 2023. Enligt Hamas dödades alla tre i ett israeliskt luftanfall tidigt i kriget.
Israel har inte bekräftat uppgiften, och rättsmedicinsk undersökning ska fastställa identitet och dödsorsak.
FN: Motbjudande
Shiri Babas man, Yarden Bibas, kidnappades även han den 7 oktober men släpptes tidigare i februari efter 16 månader i fångenskap.
Hamas släppte även den döde Oded Lifshitz som var 83 år när han kidnappades.
Israels premiärminister Benjamin Netanyahu sade efter överlämnandet att han – och Israel – var "rasande över Hamas monster".
– Vi ska få tillbaka alla gisslantagna, förgöra mördarna, eliminera Hamas och tillsammans, med Guds hjälp, säkra vår framtid, sade Netanyahu i ett inspelat uttalande.
FN:s människorättschef Volker Türk reagerade med skärpa på det sätt som Hamas överlämnat kvarlevorna. Han sade att "paraderingen" av kistorna var "motbjudande".
"Under internationell lag förbjuds grym, inhuman eller skymfande behandling vid överlämnande av döda" skrev Türk i ett uttalande.
Sändes inte i tv
Sorgen i Israel när kvarlevorna mottogs var enorm, och verbaliserades av president Isaac Herzog:
”Å staten Israels vägnar böjer jag mitt huvud och ber om förlåtelse. Förlåtelse för att jag inte skyddade er den där fruktansvärda dagen. Förlåtelse för att jag inte förde er hem i säkerhet.”
Israeliska tv-kanaler sände inte överlämnandet i Khan Yunis, och visade heller inte händelsen via videoskärm på gisslantorget i Tel Aviv, där israeler tidigare har samlats för att se frigivningen av levande gisslan.