หลังจากสมเด็จพระราชินีหลุยส์แห่งเดนมาร์ก พระมเหสีพระองค์แรกในพระเจ้าเฟรเดอริกที่ 5 แห่งเดนมาร์ก สวรรคตในวันที่ 19 ธันวาคม พ.ศ. 2294 ยูลีอาเนอ มารีอาแห่งเบราน์ชไวค์-ว็อลเฟินบึทเทิลทรงได้รับเลือกให้เป็นพระมเหสีพระองค์ที่ 2 ในวันที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2295 ณ พระราชวังเฟรเดอริคเบอร์ก การอภิเษกสมรสได้จัดขึ้นเพื่อให้ดัสเชสมีเสกียรภาพในการดำรงพระอิสริยยศ ในวันอภิเษกสมรส พระองค์ทรงมีบุคลิกเหมือนเด็ก ทรงตื่นเต้นมากจนตรัสตะกุกตะกัก การอภิเษกสมรสได้จัดขึ้นโดย เคานท์อดัม ก็อตธ็อบ โมลท์เก พระสหายของพระเจ้าเฟรเดอริก ซึ่งเป็นผู้คิดว่าการที่พระมหากษัตริย์อภิเษกสมรสอีกครั้งเป็นสิ่งที่จำเป็น พระเจ้าเฟรเดอริกทรงมิได้ตั้งพระทัยในการอภิเษกสมรสครั้งใหม่แต่พระองค์ก็ตกลงอภิเษกสมรสหลังจากทอดพระเนตรพระฉายาลักษณ์ของดัสเชส ดัสเชสยูลีอาเนอ มารีอาทรงอภิเษกสมรสในวันที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2295 และทรงสวมมงกุฎเป็นสมเด็จพระราชินีในวันเดียวกัน การอภิเษกสมรสครั้งนี้ไม่เป็นที่พอใจแก่ประชาชนเพราะประชาชนเห็นว่าอยู่ในช่วงไว้ทุกข์แก่อดีตสมเด็จพระราชินีหลุยส์ซึ่งทรงเป็นที่รักยิ่งของชาวเดนมาร์ก จากเหตุการณ์ครั้งนี้พระนางทรงพยายามประพฤติตนให้เป็นที่รักของชาวเดนมาร์ก โดยทรงแต่งตั้ง เจ.สไชด์เดอรับ สนีดอร์ฟ และกัลด์เบิร์กเพื่อให้การอบรมพระโอรสของพระนาง ทำให้พระโอรสของพระนางเป็นเจ้าชายเดนมาร์กรุ่นแรกที่ภาษาแรกคือ ภาษาเดนมาร์ก พระนางยูลีอาเนอทรงพยายามหัดตรัสและเขียนเป็นภาษาเดนมาร์กแต่ก็เป็นไปได้ไม่ค่อยดี แต่ก็ไม่เคยทำให้พระนางเป็นราชินีที่เป็นที่นิยม พระนางทรงระมัดระวังในการแสดงความจงรักภักดีที่มีต่อพระสวามี ซึ่งพระสวามีของพระนางทรงมีความสัมพันธ์ฉันท์ชู้สาวกับสตรีอื่นบ่อยๆ ซึ่งทำให้พระนางทรงได้รับการเห็นใจบ้าง ในฐานะของสมเด็จพระราชินี พระนางทรงไม่ได้มีส่วนร่วมทางการเมือง พระเจ้าฟรีดริชมหาราชแห่งปรัสเซียทรงคาดว่าในฐานะที่พระนางเป็นเจ้าหญิงเยอรมันและเป็นพระขนิษฐาในพระมเหสีของพระองค์ พระนางจะเป็นตัวแทนพระองค์ในราชสำนักเดนมาร์กในการปลดเคานท์โยฮันน์ ฮาร์ตวิก เอิร์นส์ ฟาน เบิร์นสตอฟ ศัตรูของพระองค์ออกจากตำแหน่ง แต่พระนางไม่เคยทำเช่นนั้น

ในฐานะของสมเด็จพระราชินี พระนางทรงใช้ชีวิตอย่างสงบเงียบและทรงมีอิทธิพลไม่มาก จุดประสงค์หลักของพระนางคือ การหาทางให้พระโอรสของพระนางที่เป็นสายพระโลหิตของพระนางได้เป็นผู้สำเร็จราชการ พระนางทรงเลี้ยงดูพระโอรสเพียงพระองค์เดียวอย่างเข้มงวดมาก และมันเป็นการยากที่พระนางจะมาแทนที่อดีตสมเด็จพระราชินีหลุยส์ที่เป็นที่นิยมในหมู่ชาวเดนมาร์ก และพระนางทรงไม่ใส่พระทัยในพระโอรสและพระธิดาเลี้ยงอันประสูติแต่สมเด็จพระราชินีหลุยส์เลย พระนางทรงชิงชังพระโอรสและพระธิดาเลี้ยงมากถึงขนาดเคยทรงใส่ยาพิษลงในพระกระยาหารเช้าของเจ้าชายคริสเตียนซึ่งยังทรงพระเยาว์ แต่มีนางข้าหลวงที่จงรักภักดีเห็นพระนางใส่บางอย่างลงในพระกระยาหารจึงแอบเททิ้งแล้วไปกราบทูลพระเจ้าเฟรเดอริค พระเจ้าเฟรเดอริคทรงกริ้วมาก พระนางยูลีอาเนอทรงปฏิเสธว่าเป็นข้อกล่าวหาแต่ก็มีการเฝ้าระวังพระกระยาหารของเจ้าชายคริสเตียนจะเสวยตั้งแต่นั้นมา