María del Pilar sinh vào ngày 4 tháng 6 năm 1861 tại Cung điện Vương thất Madrid, là người con thứ ba sống đến tuổi trưởng thành của Isabel II của Tây Ban Nha và Francisco de Asís của Tây Ban Nha. Một ngày sau khi sinh, Infanta được rửa tội và được đặt tên là María del Pilar Berenguela Isabel Francisca de Asís Cristina Sebastiana Gabriela Francisca Caracciolo Saturnina. Cha mẹ đỡ đầu của María del Pilar là hai vợ chồng María Cristina Isabel của Tây Ban Nha và Sebastião của Bồ Đào Nha và Tây Ban Nha. María Cristina Isabel là cô của María del Pilar còn Sebastião là chú họ của Infanta và hai người đã kết hôn được một năm khi đỡ đầu cho Infanta Pilar.

Nữ vương Isabel II ít quan tâm đến chồng, người mà Nữ vương bị ép phải kết hôn ở tuổi 16. Tuy nhiên, trong cuộc hôn nhân của hai người, Nữ vương Isabel II đã mang thai 12 lần. Nhiều nhà sử học và viết tiểu sử đều tin rằng Phối vương Francisco là cha ruột của rất ít người con trong số 12 người. Quan hệ cha con của những người con của Isabel II được cho là của nhiều người tình khác nhau. Từ năm 1859 đến năm 1865, Isabel II dành một sự quan tâm lãng mạn danh cho nhà ngoại giao và chính trị gia Miguel Tenorio de Castilla (1818-1912). Hơn Isabel II mười hai tuổi, Miguel Tenorio đến triều đình Madrid vào tháng 4 năm 1859 với tư cách là thư ký cho Nữ vương. Miguel Tenorio là một quả phu [lower-alpha 1] có một cậu con trai và có một sự nghiệp chính trị sâu rộng. Mối quan hệ của Miguel Tenorio với Nữ vương rất êm đềm và Miguel Tenorio đã phục vụ Isabel II một cách trung thành và hiệu quả. Vào tháng 8 năm 1865, Miguel bị cách chức vì cả Leopoldo O'Donnell, chủ tịch chính phủ và người kế nhiệm của Miguel Tenorio là Ramón María Narváez, đều mệt mỏi trước ảnh hưởng của Tenorio đối với Nữ vương. Tenorio thường xuyên được coi là cha của ba cô con gái của Nữ vương Isabel II là Infantas Pilar, Paz và Eulalia. Tuy nhiên, Vương quân Francisco đã công nhận tất cả những đứa con được sinh ra là của mình. Trong số bốn cô con gái và một con trai sống đến tuổi trưởng thành, María del Pilar là người Francisco yêu nhất và là người mà Phối vương cảm thấy gần gũi hơn.

María del Pilar trải qua những năm đầu đời trong bầu không khí lễ nghi của triều đình Tây Ban Nha. Cho đến khi bốn tuổi, Vương nữ được nuôi dưỡng bởi một nhũ mẫu đã được lựa chọn cẩn thận. Năm 7 tuổi, việc học của Infanta Pilar được giám sát bởi Bà Công tước xứ Berwick và Alba. Vào thời điểm đó, sự ổn định của triều đại Isabel II đang bị lung lay. Nữ vương nhanh chóng mất đi hai chính trị gia nổi bật nhất trong chính phủ của mình. Leopold O'Donell qua đời vào tháng 11 năm 1867 và Narvaez qua đời vào tháng 4 năm 1868 khi vẫn đang điều hành chính phủ. Mùa hè năm 1868, sau vài ngày ở Cung điện La Granja, Vương thất Tây Ban Nha chuyển đến Bờ biển Cantabrian. Họ đến Lekeitio để dành thời gian tắm biển, một việc mà Nữ vương được yêu cầu thực hiện vì mắc bệnh về da. Khi đó María del Pilar mới bảy tuổi. Những người bạn của Vương nữ là em gái Paz sáu tuổi và Eulalia bốn tuổi. Anh trai của ba chị em là Alfonso 10 tuổi được giáo dục riêng vì là người thừa kế ngai vàng. Còn người chị là Isabel thì đã kết hôn với người em họ là Vương tử Gaetano của Hai Sicilie, Bá tước xứ Girgenti vào tháng 5 và hiện đang ở nước ngoài để tận hưởng thời gian trăng mật. Trong khi Vương thất đang ở Lekeitio, một cuộc nổi dậy quân sự đã nổ ra. Vào ngày 28 tháng 9, với sự thất bại của quân đội phe bảo hoàng do Tướng Novaliches chỉ huy trong trận Alcolea đã đánh dấu sự kết thúc của triều đại của Nữ vương Isabel II. Hai ngày sau, Nữ vương cùng gia đình vượt biên bằng tàu hỏa đến Biarritz.