Se desposó por poderes siendo representada por el Marqués de la Ensenada.
De este matrimonio nació un nuevo heredero para el marquesado y sus señoríos, un varón llamado Vicente Melo de Portugal y Heredia.
También tuvieron una niña llamada María del Pilar.
En 1785 el rey de España Carlos III nombró dama a Antonia María para que fuera sirviendo a su nieta la infanta primogénita de Carlos IV, Carlota, durante su viaje a tierras portuguesas a contraer nupcias con el infante Juan de Portugal.
En 1808 falleció a los 62 años la marquesa de Rafal Antonia María de Heredia y Rocamora, tras 47 años al frente de sus títulos, siendo por lo tanto el segundo marquesado de Rafal más largo ocurrido hasta la fecha, solo por detrás del XIV marqués.