Maria i Dymitr przenieśli się do odziedziczonego po Sergiuszu Pałacu Marmurowego w Petersburgu.

W roku 1908, działając według tradycji dawnych „mariażów politycznych”, wydano Marię za mąż za szwedzkiego księcia krwi Wilhelma z dynastii Bernadotte, oficera marynarki szwedzkiej, drugiego syna króla Gustawa V. Ślub miał miejsce 3 maja w Carskim Siole, po czym para przeniosła się do Szwecji, gdzie jako rezydencję otrzymała stary i niewygodny zamek Tullgarn koło Södertälje. Wkrótce Maria, która otrzymała pokaźny posag, wybudowała dużą nowoczesną willę „Oakhill” w sztokholmskiej dzielnicy Djurgården (dziś: ambasada Włoch), gdzie w 1909 urodził się jedyny syn Lennart.

Małżeństwo już w zaraniu było niezbyt szczęśliwe. Na dworze sztokholmskim panowała sztywna i surowa etykieta, królowa Wiktoria Badeńska od początku stworzyła dysonans między młodymi małżonkami, nakazawszy Marię tytułować „Jej Cesarską Wysokością”, podczas gdy Wilhelm pozostał „Jego Królewską Wysokością”, co go drażniło;