玛丽-法兰索瓦丝-伊莉莎白与葡萄牙国王阿方索六世结婚。她很快发现阿方索被首相所控制，对此不满的玛丽-法兰索瓦丝-伊莉莎白决定与阿方索的弟弟佩德罗合作取得政权。1668年，她和阿方索的婚姻在舅舅旺多姆公爵的同意下被废除，同年她与佩德罗结婚，两人的女儿伊莎贝尔·路易莎于隔年出生。1683年阿方索六世去世，佩德罗成为葡萄牙国王（称佩德罗二世），玛丽-法兰索瓦丝-伊莉莎白再次成为葡萄牙王后。然而，她在同年12月即去世，死后葬在城外圣文生修道院里的。