พระองค์ทรงเสกสมรส เมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2429 ที่ กรุงมาดริด กับ อินฟันเตอันโตนิโอ ดยุกแห่งกัลลิเอรา ซึ่งเป็นพระญาติร่วมราชวงศ์ โดยมี พระคาร์ดินัล เซเฟริโน กอนซาเลซ อี ดิอาซ ตูญอน อาร์ชบิชอปแห่งเซบียา โดยงานเสกสมรสล่าช้า เนื่องจากการสวรรคตลงของ พระเจ้าอัลฟอนโซที่ 12 แห่งสเปน โดยทั้ง 2 ใช้เวลาฮันนีมูนที่ พระราชวังอารางฮเวธ โดยมีพระโอรส 2 พระองค์ คือ

• อินฟันเตอังฟองซู ดยุกแห่งกัลลิเอรา
• หลุยส์ เฟอร์นันโด เด ออร์เลอ็อง อี บูร์บง

โดยภายหลังพระองค์มีพระประสูติกาลพระโอรสพระองค์เล็กได้มินาน พระองค์และพระสวามีตัดสินพระทัยแยกกันอยู่ พระองค์ยังคงมีที่ประทับในสเปนและฝรั่งเศส และยังคงเสด็จไปประเทศอังกฤษบ่อยครั้ง โดยในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2436 พระองค์เสด็จเยือนสหรัฐอเมริกา โดยทรงเยี่ยมชมนิทรรศการ Columbian Exposition ในชิคาโก จากนั้น เสด็จไปเปอร์โตริโก และ ฮาวานา คิวบา จนถึง นิวยอร์ก ในวันที่ 18 พฤษภาคม ด้วยเรือลาดตระเวนอินฟันตาอิซาเบลแห่งสเปน และเสด็จไป กรุงวอชิงตัน ดี.ซี. และทรงพบประธานาธิบดีโกรเวอร์ คลีฟแลนด์ ที่ ทำเนียบขาว และเสด็จกลับนิวยอร์กซิตี ต่อมาทรงได้รับการยอมรับให้เป็นสมาชิกแห่งการปฏิวัติอเมริกาในฐานะทายาทของ พระเจ้าการ์โลสที่ 3 แห่งสเปน