1831年12月14日，玛丽亚-卡罗莱纳与意大利贵族卢埃托雷·卢凯西-帕利秘密结婚，卢埃托雷·卢凯西-帕利是第八任德拉格拉西亚公爵，这段婚姻为路易丝·玛丽·泰蕾兹带来的六个异父的弟弟妹妹。她的秘密贵庶通婚丑闻曝光后，1833年她生下了一个孩子，并发动了一次失败的叛乱，企图将她的儿子推上法国王位。昂古莱姆公爵夫人玛丽·泰蕾兹是被送上断头台的法国国王路易十六唯一幸存的孩子，她嫁给了路易丝·玛丽·泰蕾兹的伯父（也是自己的堂兄），昂古莱姆公爵路易·安托万成为了路易丝·玛丽·泰蕾兹和她弟弟亨利的监护人。

在为路易丝·玛丽·泰蕾兹安排婚事时，她的伯母兼监护人昂古莱姆公爵夫人玛丽·泰蕾兹拒绝了几桩求婚，并坚决要求路易丝·玛丽·泰蕾兹嫁给波旁王朝的人。波旁王朝的王子们可供选择的并不多，所以当路易丝·玛丽·泰蕾兹年满25岁时，她仍然没有结婚。最终，1845年，一桩婚事被安排了下来。新郎是未来的帕尔马公爵卡洛三世，帕尔马公爵卡洛二世与萨伏依的玛丽亚·特蕾莎公主的儿子，他来自波旁-帕尔马家族，这是西班牙波旁王朝的一个后裔分支，最初也是法国波旁王朝的一个分支。他的父亲卡洛二世当时正处于经济困难时期，因此他决定让儿子迎娶一位拥有丰厚嫁妆的公主。卡洛比路易丝·玛丽·泰蕾兹小四岁，他们在孩提时代就已相识。1845年11月10日，他们在奥地利兰岑基兴的弗洛斯多夫城堡举行了婚礼，新娘的伯母兼监护人昂古莱姆公爵夫人玛丽·泰蕾兹在流亡期间曾居住于此。两人在婚后生育了四名子女。

1847年12月，拿破仑的第二任妻子、在位的帕尔马女公爵玛丽·路易丝去世。根据1815年维也纳会议的规定，帕尔马公国归还波旁-帕尔马家族，卡洛的父亲成为帕尔马公爵卡洛二世。然而，帕尔马公爵卡洛二世的统治时间并不长。他很不受帕尔马市民的欢迎，几个月后就被一场革命推翻了。卡洛二世-在奥地利军队的帮助下重新控制了帕尔马，但最终于1849年3月14日让位给他的儿子卡洛三世。

帕尔马公爵卡洛三世的独裁政策使他不得人心。他将帕尔马置于戒严法之下，对前临时政府成员施以重罚，关闭了大学，并制定了迫害政策。1853年，卡洛三世下台的阴谋开始流传。他的个人生活也陷入了困境，卡洛与变得肥胖的路易丝·玛丽·泰蕾兹分居。他开始与埃玛-瓜达尼伯爵夫人公开婚外情。1853年12月，卡洛带着他的情妇对西班牙女王伊莎贝尔二世进行了半官方访问，卡洛和路易丝·玛丽·泰蕾兹的婚姻变得完全不可调和。

1854年3月26日，卡洛三世像往常一样下午在帕尔马街头散步时，遭到两名男子的袭击，他们刺中了他的腹部。31岁的帕尔马公爵卡洛三世忍受了巨大的痛苦，于次日（1854年3月27日）傍晚去世。杀害卡洛的凶手伊雷尼奥·博奇和安东尼奥·卡拉逃脱了起诉。他们曾被短暂逮捕，但由于长相相似，目击者感到困惑，认为他们不可靠。博奇和卡拉的行为并非出于政治原因，而是受雇杀人。然而，究竟是谁收买了他们，至今仍不得而知。

卡洛三世六岁的儿子罗伯托一世成为帕尔马公爵，路易丝·玛丽·泰蕾兹为摄政，但统治时间不长。1859年，帕尔马公国在意大利统一运动中被废除。作为意大利统一的一部分，帕尔马公国与撒丁王国合并。1861年，撒丁国王维托里奥·埃马努埃莱二世被宣布为新的意大利统一王国的第一任国王。

路易丝·玛丽·泰蕾兹带着孩子们来到了威尼斯，在那里度过了她流亡的余生。她比丈夫多活了十年，于1864年2月1日在威尼斯的朱斯蒂尼安宫去世，享年44岁。她被安葬在其祖父法国国王夏尔十世的墓穴中，该墓穴位于现在的斯洛文尼亚普里斯塔瓦的科斯塔涅维察修道院。埋葬在那里的前法国王室其他成员包括她的兄弟尚博尔伯爵亨利，以及她的伯父和伯母路易十九和玛丽·泰蕾兹。