W drugiej połowie lat 30. XIX przewlekle chorowała, co zmusiło ją do zagranicznych wyjazdów dla poratowania zdrowia. Podczas kuracji w bawarskim uzdrowisku Kissingen poznała pochodzącego z Państwa Kościelnego Livia Odescalchiego, z którym wzięła ślub 18 sierpnia 1841. Z tego małżeństwa narodziło się troje dzieci. Najstarszy syn Baldassarre Odescalchi (1844–1909), włoski polityk aktywny od roku 1869, odmiennie niż matka zaangażował się w proces zjednoczenia Włoch. Młodszymi dziećmi byli kolekcjoner dawnej broni Ladislao (1846–1922)Maria Giulia Barberini, La collezione Odescalchi di armi antiche. Storia della raccolta del principe Ladislao, „Bollettino d'arte”, 2006/2007, nr 137/138, s. 101. i Maria della Pace Elisabetta (1851–1917), zwana Marią Pacettą, która poślubiła austriackiego hrabiego Franza von Küfstein (1841–1918)Gothaischer Hofkalender. Genealogisches Taschenbuch der fürstlichen Häuser, Gotha 1929, s. 207..
Mąż Zofii Branickiej pochodził z rzymskiej arystokracji (bocznej linii rodu Erba, która przyjęła nazwisko Odescalcich, kontynuując linię papieskich książąt Bracciano i węgierskich książąt Syrmii w linii żeńskiej).