Ngày 9 tháng 7 năm 1999, Công chúa Alexia kết hôn với Carlos Javier Morales Quintana, một kiến ​​trúc sư và là nhà vô địch du thuyền, tại Nhà thờ St Sophia, Luân Đôn, Vương quốc Anh. Cô dâu mặc váy của nhà thiết kế người Áo Inge Sprawson. Những người tham dự đám cưới bao gồm chị gái bà Công chúa Theodora, cháu gái bà Công chúa Maria-Olympia, và Công chúa Mafalda, con gái của Kyril, Hoàng tử của Preslav (con trai của cựu Quốc vương Simeon của Bulgaria). Công chúa Alexia và Carlos Morales có với nhau bốn người con:

• Arrietta Morales y de Grecia, sinh ngày 24 tháng 2 năm 2002 tại Barcelona, Tây Ban Nha.
• Ana María Morales y de Grecia, sinh 15 tháng 5 năm 2003 tại Barcelona, Tây Ban Nha
• Carlos Morales y de Grecia, sinh ngày 30 tháng 7 năm 2005 tại Barcelona, Tây Ban Nha.
• Amelia Morales y de Grecia, sinh ngày 26 Tháng 10 năm 2007 tại Tây Ban Nha.

Alexia là mẹ đỡ đầu cho Công chúa Maria-Olympia của Hy Lạp, Pablo Nicolas Urdangarin y de Borbon, Bá tước Ingrid von Pfeil und Klein-Ellguth, Công chúa Isabella của Đan Mạch và Emma Tallulah Behn.

Alexia cùng gia đình sống ở quê hương của chồng tại bến thuyền Puerto Calero, Yaiza, Lanzarote, quần đảo Canary trong một ngôi nhà được thiết kế bởi chồng bà.[1]