Para książęca początkowo planowała wielodniowy rejs po Morzu Śródziemnym, ale z planów zrezygnowano ze względu na stres, jakiego doznała Józefina w związku ze ślubem i przygotowaniami do niego. Razem z mężem odpoczywała w Luksemburgu, a następnie udali się w podróż po Afryce.
17 lutego 1954 urodziła się córka księcia i księżnej, księżniczka Maria Astryda Liliana Szarlotta Leopoldyna Wilhelmina Ingeborga Antoinette Elżbieta Anna Alberta (Marie Astrid Liliane Charlotte Léopoldine Wilhelmine Ingeborg Antoinette Élisabeth Anne Alberte), której jako kobiecie nie przysługiwało prawo dziedziczenia luksemburskiego tronu.
16 kwietnia 1955 Józefina urodziła syna i przyszłego następcę tronu, który otrzymał imiona Henryk Albert Gabriel Feliks Maria Wilhelm (Henri Albért Gabriel Félix Marie Guillaume) i zajął drugie miejsce w linii sukcesji tronu, za swoim ojcem.
15 maja 1957 para książęca została rodzicami bliźniąt. Na zamku Betzdorf urodzili się księżniczka Małgorzata Antonia Maria Felicyta (Margaretha Antonia Marie Félicité) i książę Jan Feliks Maria Wilhelm (Jean Félix Marie Guillaume). Książę Jan zrzekł się swoich praw do tronu Luksemburga w 1986.