Se casó en Turín el 19 de febrero de 1608 con Francisco IV Gonzaga, matrimonio del que nacieron: En 1612 su marido sucedió a su padre, Vicente I Gonzaga, como duque de Mantua y Montferrato, pero a los pocos meses murió.
El punto seguía siendo casi discutible —María seguiría siendo menor de edad hasta la próxima década— y en última instancia, los hermanos del duque Francisco no pudieron producir ninguna sucesión legítima.
La rebelión portuguesa duró 28 años, y proclamó al duque de Braganza (que poseía derechos al trono) como Juan IV de Portugal.
Su hija María le sobrevivió, con dos nietos; su hija Leonor, casada con el emperador Fernando III de Habsburgo, y el duque reinante de Mantua, Carlos II.
A su muerte, ambos nietos le habían dado bisnietos.