20 września 1723 roku Maria Karolina Sobieska poślubiła księcia de Turenne, Fryderyka Maurycego de La Tour d’Auvergne. Mąż zmarł dziesięć dni po ślubie. Siedem miesięcy później, 2 kwietnia 1724 roku, wyszła za mąż za jego brata, wielkiego szambelana Francji, Karola Godfryda de La Tour d’Auvergne. Małżeństwo z księciem de Bouillon nie było jednak udane i po kilku latach zakończyło się rozwodem. Z drugiego małżeństwa Charlotta doczekała się dwojga dzieci: Marii Ludwiki de La Tour d’Auvergne i Godfryda Karola de La Tour d’Auvergne.
Po rozstaniu z drugim mężem Maria Karolina Sobieska wyjechała na Śląsk, a następnie powróciła do Rzeczypospolitej i zamieszkała w Żółkwi. W 1737 roku została spadkobierczynią majątku swojego ojca. Ostatnie lata życia spędziła na zabezpieczaniu interesów rodziny Sobieskich.
Przed śmiercią wyznaczyła na swojego głównego spadkobiercę dawnego ukochanego – Michała Kazimierza Radziwiłła Rybeńkę (zapisała mu cały swój majątekJarosław Porazinski, Sobieski Jakub Ludwik h. Janina (1667–1737) [w:] Polski Słownik Biograficzny, Warszawa – Kraków : Polska Akademia Nauk, Polska Akademia Umiejętności 2000, t. XXXIX/4, zeszyt 163, s. 495.).