Hôn lễ được tổ chức ngày 20 tháng 3 năm 1934 ở Huế. Khi đó Bảo Đại đúng 21 tuổi, còn Nguyễn Hữu Thị Lan 20 tuổi. Ngay ngày hôm sau, lễ tấn phong Hoàng Hậu được diễn ra rất trọng thể ở điện Thái Hòa. Hoàng đế phong Nguyễn Hữu Thị Lan tước vị Nam Phương Hoàng Hậu.

Sự kiện Nguyễn Hữu Thị Lan được tấn phong Hoàng hậu ngay sau khi cưới là một biệt lệ đối với các chính cung trong triều Nguyễn. Vì mười hai đời Tiên Đế nhà Nguyễn trước, các bà chánh cung chỉ được phong tước Hoàng quý phi, đến khi chết mới được truy phong Hoàng hậu.Bắt đầu từ năm 1934, triều đình nhà Nguyễn dùng từ Ngài Hoàng để thưa gởi hoặc nói về Nam Phương Hoàng Hậu.

Bảo Đại có giải thích thêm về hai chữ Nam Phương như sau: "Tôi đã chọn tên trị vì cho bà Hoàng Hậu mới là Nam Phương. Nam Phương có nghĩa là hương thơm của miền Nam (Parfume du Sud) và tôi cũng ra một chỉ dụ đặc biệt cho phép bà được phục sức màu vàng – màu dành riêng cho Hoàng Đế".

Nguyễn Hữu Thị Lan mang quốc tịch Pháp và theo đạo Công giáo. Khi cựu Khâm sứ Trung kỳ là ông bà Charles viết thư xin phép Toà Thánh cho Nam Phương được kết hôn với Bảo Đại và mỗi người giữ đạo riêng. Nhưng Giáo hoàng Piô XI đã không chấp nhận. Việc đã lỡ rồi, nên đám cưới của Bảo Đại với Thị Lan vẫn cứ tiến hành. Vì vậy Giáo hoàng đã rút phép thông công không cho Nam Phương xưng tội và rước lễ như trước khi lấy Bảo Đại. Sau khi kết hôn, Bảo Đại nghe theo lời của vợ chồng Charles là nên tặng huy chương cho mấy Giám mục người Pháp, người Ý và Khâm sứ Toà thánh ở Huế để lấy lòng Toà Thánh thì tương lai sẽ được Toà thành tha phạt vạ bà Nam Phương. Giáo hoàng Piô XI qua đời ngày 10-2-1939, và ngày 12-3-1939 Giáo hoàng Piô XII lên kế vị nên đã xét lại và chấp nhận cho Bảo Đại cứ giữ đạo Phật, còn Nam Phương cứ giữ đạo Công giáo, nhưng các con khi sanh ra phải được rửa tội để nhập đạo Công giáo theo người mẹ là bà Nam Phương. Vì thế, sau đó hai vợ chồng Bảo Đại và Nam Phương đã sang ngay La Mã xin yết kiến để cảm ơn Giáo hoàng Piô XII.[cần dẫn nguồn]

Sau lễ cưới, Bảo Đại cùng Nam Phương hoàng hậu dọn về ở tại điện Kiến Trung thuộc khu vực cấm thành. Điện này xây cất từ thời Khải Định, nhưng đã được sửa chữa và tân trang các tiện nghi Tây phương vào đầu triều Bảo Đại.

Đêm ngày 4 tháng 1 năm 1936, người dân Huế nghe những tiếng súng bắn mừng báo tin Nam Phương hoàng hậu đã hạ sinh, và lờ mờ sáng lại một lần nữa 7 tiếng súng thần công làm lay động cả Hoàng Thành, báo hiệu Hoàng hậu đã sinh một Hoàng tử[12]. Người đó chính là Đông cung Thái tử Nguyễn Phúc Bảo Long.

Nam Phương hoàng hậu cùng Bảo Đại có tất cả năm người con:

1. Nguyễn Phúc Bảo Long, sinh ngày 4 tháng 1 năm 1936, tước phong Hoàng thái tử.
2. Hoàng nữ Phương Mai, sinh ngày 1 tháng 8 năm 1937.
3. Hoàng nữ Phương Liên, sinh ngày 3 tháng 11 năm 1938.
4. Hoàng nữ Phương Dung, sinh ngày 5 tháng 2 năm 1942.
5. Nguyễn Phúc Bảo Thắng, sinh ngày 9 tháng 12 năm 1943, Nhị hoàng tử.

Khi đó công việc hàng ngày của Hoàng hậu là dạy dỗ các hoàng tử, công chúa. Thỉnh thoảng bà phải cùng các quan ở Bộ Lễ bàn thảo các lễ tiệc trong cung đình, lo việc cúng giỗ các Tiên đế và đi vấn an sức khỏe các bà Tiên cung và Từ Cung Hoàng thái hậu, tức mẹ của Bảo Đại. Hoàng hậu còn tham gia các việc xã hội và từ thiện. Hàng năm bà đều tham dự các buổi phát giải thưởng cho các học sinh giỏi tổ chức tại trung tâm Accueil gần nhà Dòng Chúa Cứu Thế. Theo lời nữ sĩ Đạm Phương thì có lần Hoàng hậu bảo bà làm đơn xin phép Bộ Giáo dục đem môn nữ công gia chánh vào học đường.

Hoàng hậu cũng xuất hiện thường xuyên bên cạnh Bảo Đại trong các nghi lễ ngoại giao như đón tiếp Thống chế Tưởng Giới Thạch của Đài Loan, Quốc Vương Soupha Vangvong nước Lào hoặc Quốc vương Sihanouk của Cao Miên... Lần Bảo Đại tự mình lái xe hơi đi thăm Nam Vang cũng có mặt Hoàng hậu tháp tùng. Là người Công giáo, hoàng hậu đã đem lại hòa khí giữa các chức sắc đạo Công giáo ở Việt Nam với Hoàng tộc nhà Nguyễn, vốn trước đó có những quan hệ căng thẳng kéo dài.