ในวันที่ 14 พฤษภาคม ค.ศ. 1771 เจ้าชายหลุยส์ สตานิสลาสเสกสมรสกับเจ้าหญิงมาเรีย จูเซปปินาแห่งซาวอย เจ้าหญิงมารี โฌเซฟีน (เป็นพระนามที่รู้จักกันในฝรั่งเศส) ทรงเป็นพระราชธิดาในวิกเตอร์ อมาเดอุส ดยุกแห่งซาวอย (ต่อมาคือ พระเจ้าวิกเตอร์ อมาเดอุสที่ 3 แห่งซาร์ดิเนีย) กับเจ้าหญิงมาเรีย อันโตเนีย เฟอร์ดินันดาแห่งสเปน พระชายา

มีงานเต้นรำหรูหราหลังพิธีเสกสมรสในวันที่ 20 พฤษภาคม[12] เจ้าชายหลุยส์ สตานิสลาสทรงรังเกียจพระชายา เนื่องจากทรงเห็นว่าพระนางอัปลักษณ์ น่าเบื่อหน่ายและละเลยประเพณีราชสำนักแวร์ซาย ชีวิตสมรสยังคงไม่สมบูรณ์หลายปี นักชีวประวัติไม่เห็นด้วยกับเหตุผลนี้ ทฤษฎีซึ่งเป็นที่กล่าวถึงมากที่สุดคือ เจ้าชายหลุยส์ สตานิสลาสทรงถูกกล่าวว่าทรงไร้สมรรถภาพทางเพศ (ตามการศึกษาของแอนโทเนีย ฟราเซอร์) หรือเหตุที่ไม่เต็มพระทัยในการบรรทมกับพระชายาเนื่องจากพระนางสุขอนามัยไม่ดี พระนางไม่ทรงเคยแปรงพระทนต์ ดึงพระขนง หรือใช้น้ำหอม[13] ในช่วงที่เสกสมรส เจ้าชายหลุยส์ สตานิสลาสทรงพระเจริญมากและทรงดำเนินเตาะแตะแทนดำเนินปกติ พระองค์ไม่ทรงเคยออกกำลังกายและยังเสวยมาก[14]

แม้ข้อเท็จจริงว่าเจ้าชายหลุยส์ สตานิสลาสไม่ทรงหลงใหลในพระชายา แต่พระองค์ทรงโอ้อวดว่ายังคงรักษาความสัมพันธ์สมรสอย่างเหนียวแน่น แต่การประกาศนั้นเกิดเมื่อหมู่ข้าราชบริพารที่แวร์ซายลดความนับถือ นอกจากนี้ยังทรงประกาศว่าพระชายาทรงพระครรภ์เพียงเพื่อทำร้ายความรู้สึกเจ้าชายหลุยส์ ออกุสต์และอาร์กดัชเชสมารี อ็องตัวแน็ตแห่งออสเตรีย พระชายา ซึ่งยังไม่สมบูรณ์ในชีวิตสมรส[15] โดแฟ็งและเจ้าชายหลุยส์ สตานิสลาสทรงมีความสัมพันธ์ไม่ราบรื่นและมักทรงทะเลาะกัน[16] เช่นเดียวกับชายาของทั้งคู่[17] เจ้าชายหลุยส์ สตานิสลาสทำให้พระชายาทรงพระครรภ์ใน ค.ศ. 1774 หลังทรงเอาชนะความเกลียดชังพระชายาได้ แต่สุดท้ายทรงแท้ง[18] การตั้งพระครรภ์ครั้งที่สองเกิดใน ค.ศ. 1781 ซึ่งทรงแท้งเช่นเดียวกัน และการเสกสมรสครั้งนี้ยังไร้ทายาท[6][19]