迫于当时的政治环境，奥地利和法国签订了一个新的和平条约，计划中，路易十六应该与玛丽的第八个姐姐约翰娜·加布里埃莱结婚。但约翰娜在1762年死于天花，玛丽·安托瓦内特便成了候补人选，1766年法国王室正式提出求婚。1770年4月，年仅14岁的她离开维也纳，前往法国与路易十六完婚。这场婚姻不仅是个人联姻，更是奥地利与法国政治联盟的象征。1774年，路易十五去世，路易十六即位，玛丽·安托瓦内特成为法国王后。

从奥地利的公主到法国的王后，玛丽·安托瓦内特的生活环境发生了翻天覆地的变化。她住进了凡尔赛宫，这是当时欧洲最宏伟、最奢华的宫殿之一。她逐渐沉迷于奢华的生活，大量购买珠宝、包包和鞋子。宫殿中的衣服堆积如山，无休止地修建豪华公园和宫殿，如小特里亚农宫，这些都成为了她挥霍无度的象征。虽然她在成为王后初期并未直接参与政治，但她的言行举止和生活方式却对法国的政治局势产生了深远的影响。她的奢华生活加剧了法国的经济危机和社会矛盾，为后来的法国大革命埋下了伏笔。

当整个法国贵族都四散奔逃，甚至有些人自愿放弃贵族身份，加入革命队伍的时候，玛丽·安托瓦内特却依然在用她微薄的力量捍卫王权帝位。原本只知道享乐的女人，此时终于爆发出惊人的意志力。法国政治家米拉波所评价她是当时凡尔赛中唯一的男子汉。1789年10月，她暗中活动，向一批流亡贵族求援，但他们不但没有帮忙，还落井下石，国王夫妇苦于左右无援，迫于形势，他们不得不自行谋划一次又一次的逃亡。1791年6月与国王一同秘密出逃，至边境城市瓦伦时被发现，外逃未遂。叛国的事情败露后激怒了法国人民，导致1792年8月10日巴黎人民起义，彻底推翻了君主制。次年10月，玛丽王后被送上断头台，结束了她悲剧性的一生。