Việc Mariana Victoria bị trả về Tây Ban Nha bị coi là một sự xúc phạm lớn và gây ra rạn nứt ngoại giao giữa Tây Ban Nha và Pháp. Do đó vào năm 1725, Tây Ban Nha đã ký kết một hiệp ước với Áo, được gọi là Hiệp ước Viên, trong khi Anh tìm kiếm sự hỗ trợ từ Pháp. Năm 1727, mối hôn sự với Vương quốc Bồ Đào Nha được thảo luận và một thỏa thuận hôn nhân đã được thương lượng bởi đại sứ Bồ Đào Nha là Hầu tước xứ Abrantes. Bên cạnh đó, Mariana từng được đồn đại là sẽ được gả cho Hoàng đế Pyotr II của Nga, cháu nội của Pyotr Đại đế.[5] Sau cùng, một cuộc hôn nhân kép khác đã được lên kế hoạch, theo đó Mariana Victoria sẽ kết hôn với Vương tử José, Thân vương xứ Brasil [lower-alpha 1], con trai và là người thừa kế của João V của Bồ Đào Nha và anh trai cùng cha khác mẹ của Mariana là Vương tử Fernando, Thân vương xứ Asturias [lower-alpha 2] sẽ kết hôn với chị gái của José, Vương nữ Maria Bárbara của Bồ Đào Nha.[6] Ngày 19 tháng 1 năm 1729, Mariana Victoria kết hôn với Vương tử José, Thân vương xứ Brasil tại Elvas ở Bồ Đào Nha. Ngày hôm sau, Vương tử Fernando, Thân vương xứ Asturias kết hôn với Maria Bárbara tại Badajoz, Tây Ban Nha. Từ khi kết hôn cho đến khi chồng lên ngôi vào năm 1750, Mariana Victoria được gọi là Vương phi xứ Brasil.

Mariana và José nhanh chóng hình thành một mối quan hệ thân thiết. Cả hai đều thích săn bắn cũng như âm nhạc – và Mariana Victoria là một ca sĩ tài năng – họ bảo trợ cho các ca sĩ opera người Ý và các nhà hát và cả hai đều rất sùng đạo. Tuy nhiên, José vẫn có nhiều tình nhân khiến Mariana Victoria phật lòng. Trong cuộc hôn nhân của hai vợ chồng, Mariana Victoria sinh được 8 người con, 4 trong số đó sống qua được tuổi ấu thơ.[7] Đứa con đầu lòng của Maria, Infanta Maria, sau này được tấn phong là Thân vương xứ Beira với tư cách là người thừa kế ấn định khi José lên ngôi. Một người con gái khác của Mariana là Infanta Maria Ana Francisca, được ngỏ ý gả cho Trữ quân nước Pháp, con trai của Louis XV, nhưng bản thân Mariana Victoria đã từ chối mối hôn sự này. Một cô con gái khác nữa là, Infanta Maria Doroteia được hỏi cưới cho Louis Philippe xứ Orléans nhưng Mariana Victoria cũng từ chối. Người con gái út là Infanta Maria Benedita kết hôn với José, Thân vương xứ Brasil, cháu ngoại của Mariana Victoria. Cuộc hôn nhân này được chính Mariana Victoria tổ chức sau chồng qua đời.[8]