ในที่สุดทั้งเจ้าหญิงวิกตอเรียและเจ้าชายแอร์นส์ก็ทรงจำนนต่อความกดดันจากทางพระราชวงศ์และได้อภิเษกสมรสกันเมื่อวันที่ 9 เมษายน พ.ศ. 2437 ณ ปราสาทเอห์เร็นบูร์ก ในเมืองโคบวร์ค งานอภิเษกสมรสเป็นงานพิธีใหญ่โตที่มีพระราชวงศ์ต่างๆ ทั่วทั้งทวีปยุโรปมาร่วมเป็นสักขีพยานมากมาย เจ้าหญิงจึงทรงดำรงพระอิสริยยศเป็น แกรนด์ดัชเชสพระชายาแห่งเฮ็สเซิน ทั้งสองพระองค์มีพระโอรสและธิดา 2 พระองค์คือ

• เจ้าหญิงเอลิซาเบธแห่งเฮ็สเซิน (11 มีนาคม พ.ศ. 2438 - 16 พฤษภาคม พ.ศ. 2446 ด้วยพระโรคไทฟอยด์)
• พระโอรสที่ยังไม่ได้ตั้งพระนาม (25 พฤษภาคม พ.ศ. 2443 สิ้นพระชนม์ตอนประสูติ)

ชีวิตสมรสของทั้งสองพระองค์ไมมีความสุขเลย เจ้าหญิงทรงสิ้นหวังกับการขาดความรักที่มีต่อพระองค์จากพระสวามีเป็นอันมาก ขณะเสด็จไปร่วมในงาน พระราชพิธีบรมราชาภิเษกของพระเจ้าซาร์นิโคลัสที่ 2 แห่งรัสเซีย ความปรารถนาของเจ้าหญิงต่อแกรนด์ดยุกคิริลก็ได้ลุกโชนขึ้นมาใหม่อีกครั้งหนึ่ง

ชีวิตสมรสของทั้งสองพระองค์สิ้นสุดลงเมื่อปี พ.ศ. 2440 เมื่อเจ้าหญิงกล่าวอ้างว่าพระสวามีทรงเป็นพวกรักร่วมเพศ ตามคำกล่าวของเจ้าหญิงนั้นเมื่อเสด็จกลับมาจากการเยี่ยมพระภคินีที่ประเทศโรมาเนีย ทรงจับได้ว่าพระสวามีทรงกำลังหลับนอนอยู่กับข้าราชบริพารคนหนึ่ง ความพยายามในการประนีประนอมต่างๆ ล้มเหลวและศาลสูงสุดของเฮ็สเซินได้พิพากษาให้การอภิเษกสิ้นสุดลงในวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2444 การหย่าร้างของแกรนด์ดยุกและแกรนด์ดัชเชสแห่งเฮ็สเซินสร้างความอื้อฉาวไปทั่วทั้งราชวงศ์ยุโรป หลังที่ทรงหย่าขาดแล้ว เจ้าหญิงได้เสด็จไปประทับกับพระชนนีที่พระตำหนักในริเวียร่าของฝรั่งเศส