Vua James V đã ký hợp đồng kết hôn với Marie xứ Bourbon, và đến Pháp vào năm 1536 để gặp bà, nhưng cuối cùng ông lại say mê Madeleine quá mức, khiến cho ông đã yêu cầu Vua François I kết hôn với vương nữ Madeleine. Vua François ban đầu lo sợ vì thời tiết ở Scotland rất khắc nghiệt và lạnh giá, sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ con gái mình nên ban đầu ông đã từ chối[3].

James V tiếp tục ép Vua François vì Madeleine, và mặc dù có sự dè dặt và nỗi sợ hãi dai dẳng, nhưng Vua François miễn cưỡng cho phép kết hôn khi Madeleine quan tâm đến việc kết hôn với Vua James rất rõ ràng. Cặp đôi kết hôn vào ngày 1 tháng 1 năm 1537, tại Nhà thờ Đức Bà ở Paris.[4]. Vua François cũng cung cấp cho Madeleine một của hồi môn rất hào phóng, và rất cần thiết, điều này đã thúc đẩy đáng kể ngân sách cho Vương quốc Scotland. Theo hợp đồng hôn nhân được thực hiện tại Blois, vương nữ Madeleine từ bỏ yêu sách của bà và bất kỳ người thừa kế nào của bà cho ngai vàng Pháp. Nếu Vua James V chết trước, Madeleine sẽ giữ lại tài sản trọn đời của mình bao gồm các Bá quốc vùng Fife, Strathearn, Ross và Orkney với Cung điện Falkland, Lâu đài Stirling và Lâu đài Dingwall, với Galloway và Lâu đài Threave[5].

Sau nhiều tháng lễ hội và lễ kỷ niệm, cặp đôi rời Pháp đến Scotland vào tháng 5 năm 1537. Đến thời điểm này, sức khỏe của Madeleine đã xấu đi nhiều hơn và bà bị bệnh nặng khi cặp đôi đến Scotland. Họ đến Leith lúc 10 giờ ngày Whitsun-eve, tức ngày 19 tháng 5 năm 1537[6].

Một danh sách chi tiết các món quà cưới từ Vua François cũng đã được cho là tồn tại[7]. Một số cận thần người Pháp của bà cũng đến và được bao gồm trong số mười một thành viên có tên trong đoàn tùy tùng của bà: quản gia cũ của bà, Anne de Boissy, Madame de Montreuil; Bà chủ Bren; thư ký của bà, Jean de Langeac, Giám mục Limoges; chủ hộ, Jean de St Aubin; Charles de Marconnay; bác sĩ, thạc sĩ Partix; John Crammy và Pierre de Ronsard; lông thú Gillan; đồ tể John Kenneth; thợ cắt tóc Anthony[8].

Vương hậu Madeleine đã viết cho cha mình từ Edinburgh vào ngày 8 tháng 6 năm 1537, nói rằng mình đã khỏe hơn và các triệu chứng bệnh đã giảm bớt[9]. Tuy nhiên, một tháng sau, vào ngày 7 tháng 7 năm 1537, một tháng trước sinh nhật thứ 17 của bà, Madeleine đã mất trong vòng tay của chồng bà tại Edinburgh. Vương hậu Madeleine đã được an táng trong Nhà thờ Vương thất Holyrood ở Edinburgh, bên cạnh Vua James II của Scotland. Ngôi mộ đã bị một đám đông mạo phạm vào năm 1776 và cái đầu được cho là "vẫn còn đẹp" của bà đã bị đánh cắp[10].