De esta unión nacieron varios hijos, pero únicamente dos alcanzaron la edad adulta: la infanta Margarita Teresa, posteriormente emperatriz del Sacro Imperio Romano Germánico por su matrimonio con el emperador Leopoldo I en 1666; y el futuro Carlos II.
Sus últimos años fueron especialmente difíciles debido, entre otras cosas, a sus frecuentes peleas con su segunda nuera, Mariana de Neoburgo.
A principios de 1693 escribía desde el Palacio del Buen Retiro las siguientes palabras al elector Maximiliano Manuel acerca del pequeño José Fernando: «Quiera Dios conservarlo para consuelo de Vuestra Alteza y mío, porque llevo a ese niño dentro del corazón, por ser lo único que me ha quedado de mi hija».
[cita requerida] No mucho tiempo después, a Mariana se le diagnosticó cáncer de pecho.
El rey Carlos II mandó que abrieran el féretro de su madre y poco tiempo después Harrach escribió una carta al emperador Leopoldo relatando lo que vio:[cita requerida] La segunda edición del proyecto El Prado en femenino incluyó a Mariana de Austria como mujer que contribuyó "al engradecimiento de la antigua Coleccion Real-y por consiguiente del actual museo-.