เจ้าหญิงมณีไลยได้อภิเษกสมรสกับสมเด็จเจ้าฟ้าชายวงศ์สว่าง องค์มกุฎราชกุมาร พระราชโอรสในพระบาทสมเด็จพระเจ้ามหาชีวิตศรีสว่างวัฒนา กับพระอัครมเหสีคำผูย เมื่อวันที่ 4 สิงหาคม พ.ศ. 2505[2] มีพระโอรส-ธิดาด้วยกัน 7 พระองค์ เป็นพระโอรส 5 พระองค์ และพระธิดา 2 พระองค์ ได้แก่

1. เจ้าชายสุลิวง (สุริวงศ์, ประสูติ 8 พฤษภาคม พ.ศ. 2506 —) ผู้อ้างสิทธิในราชบัลลังก์ลาวองค์ปัจจุบัน สมรสกับเจ้าจันทร์ศุกร์ สุขธารา[3] ปัจจุบันประทับในฝรั่งเศส[1]
2. เจ้าชายทันยะวง (ธัญวงศ์, ประสูติ 17 เมษายน พ.ศ. 2507 —) สมรสกับสาทุเจ้าหญิงมาลิกา คำม้าว ปัจจุบันประทับในสหรัฐอเมริกา
3. เจ้าหญิงมะนีโสมพัน (มณีโสมพรรณ, ประสูติ พ.ศ. 2508 —) สมรสกับเสด็จเจ้าชายไชยคำพรรณ ปัญญา พระมาตุลา (พี่ชายของพระมารดา) ปัจจุบันประทับในออสเตรเลีย
4. เจ้าหญิงสะหวีนาลี (ฉวีนารี, ประสูติ พ.ศ. 2510 —) สมรสกับนายสันติ อินทะวง มีบุตร-ธิดาด้วยกัน 2 คน ปัจจุบันประทับในลาว
5. เจ้าชายสิลานะวง (ประสูติ พ.ศ. 2512 —) ปัจจุบันประทับในสหรัฐอเมริกา
6. เจ้าชายมะนีลามา (มณีลามา, ประสูติ พ.ศ. 2519 —) สมรสกับสตรีสัญชาติเวียดนาม ปัจจุบันประทับในลาว
7. เจ้าชายอนุลาดวง (อนุราชวงศ์, ประสูติ พ.ศ. 2521 —) ปัจจุบันประทับในลาว