María Luisa tuvo once hermanos menores antes de que su madre muriera al dar a luz en 1882.
La madre del novio, Clementina de Orleans, presente en esa ocasión, describió a la futura nuera en una carta a la reinaVictoria del Reino Unido en estos términos: «Lamentablemente no muy guapa, que es su única culpa, ya que es encantadora, buena, muy ingeniosa, inteligente y realmente agradable».
A pesar de la polémica sobre el amaneramiento del esposo, el matrimonio no tardó en tener sucesión, y nueve meses y diez días después del enlace nació su primer hijo, el príncipe Boris, al que siguieron tres hermanos más: Descrita por un historiador como «una criatura de nariz larga, modales silenciosos y naturaleza generosa», María Luisa tuvo que soportar, a lo largo de su vida matrimonial, la bisexualidad de su marido, el cual no la encontraba atractiva.
Sin embargo, se aseguró de tener hijos con su esposa, para consolidar su dinastía en el trono búlgaro.
María Luisa, una ferviente católica y que estaba embarazada, luchó amargamente contra esta decisión, apoyada por sus suegros, pero en vano.
Sus últimas palabras a Fernando fueron: «Me muero, pero desde el cielo velaré por ti, por nuestros hijos y por Bulgaria».