W 1913 królowa Wiktoria Badeńska nakazała Marii przyłączyć się do niej na Capri, gdzie odbywała „terapię” pod opieką nieco demonicznego lekarza Axela Munthego, który wobec Marii zachował się w sposób fizycznie bardzo nachalny (najprawdopodobniej wykorzystał ją seksualnie), tak że księżna w popłochu opuściła Capri. Powiedziała później: nie było możliwe pozostać w rodzinie, która miała takiego lekarza domowego. W tym samym roku Maria opuściła Szwecję i Wilhelma i powróciła do Petersburga, w 1914 nastąpił rozwód. Syna Lennarta oddano pod opiekę babki Wiktorii Badeńskiej i odebrano Marii prawo widywania się z nim. Przez wszystkie lata do 1945 spotkała się z Lennartem zaledwie parę razy.

Pierwsza wojna światowa i rewolucja w Rosji Wkrótce po rozwodzie Marii z Wilhelmem wybuchła I wojna światowa. W 1914 ojcu Pawłowi Aleksandrowiczowi i jego drugiej rodzinie zezwolono na powrót do Rosji (zamordowali go bolszewicy w 1919). Cały okres wojny Maria Pawłowna spędziła na froncie jako pielęgniarka Czerwonego Krzyża. Pracowała najpierw nad granicą Prus Wschodnich, potem w okolicach Pskowa. W roku 1916, po zabójstwie Rasputina, powróciła do Carskiego Sioła, gdzie zastała ją rewolucja.