באוקטובר 1793 נלקחה מארי אנטואנט לכלא הקונסיירז'רי באשמת בגידה וגילוי עריות עם בנה. מארי אנטואנט נשפטה והוצאה להורג ב-16 באוקטובר ובלילה האחרון כתבה מכתב אחרון לאליזבת ולמארי תרז, אשר מעולם לא הגיע ליעדו. הן לא קיבלו כל ידיעה מה עלה בגורלה של המלכה.
כאשר הגיע חיילים לקחת את דודתה, ב-9 במאי 1794, אמרה לה אליזבת כי אין לה מה לדאוג וכי היא תשוב אליה במהרה. החיילים משכו את אליזבת מהתא ואמרו לה "את לא תחזרי". היא הוצאה להורג ביום שלמחרת באשמת מתן עזרה לתומכי המלוכה הגולים.
מארי תרז נותרה לבדה במבצר, כשהיא אינה יודעת מה עלה בגורלם של בני משפחתה. מזיכרונותיה עולה כי היא נהגה להאזין בדריכות לרחשים ולקולות מחוץ לדלתה, כדי לזהות מתי עוברים השומרים וניסתה לזהות את קולו של אחיה. היא נהגה לצפות מראש מתי השומרים נכנסו לחדרה והייתה ישנה בבגדיה כדי שלא יפתיעו אותה מבלי שתהיה לבושה כיאות בבואם. בטקסט שכתבה הנסיכה הצעירה על קירות תאה היא דיווחה כך על מצבה: "מארי תרז שארלוט היא האדם האומלל ביותר בעולם. היא אינה מקבלת חדשות על אמה ואינה מורשית להתאחד עמה על אף שביקשה זאת אלפי פעמים. אלוהים ישמור על אמי היקרה אותה אני אוהבת, ושאיני יודעת מה מצבה. אבי, שמור עלי מלמעלה. אלוהים, סלח לאלה אשר גרמו סבל להוריי".
במהלך תקופת מאסרה נותרה מארי תרז בודדה בתאה, כששוב ושוב היא מבקשת מהשומרים שיספרו לה ידיעות על משפחתה או יאפשרו לה לראות את אחיה, אשר נכלא בקומה מעליה. ב-11 במאי 1794 ביקר את הנסיכה בתאה מקסימיליאן רובספייר, אשר דיווחים על ביקורו מתעדים כי הוא צפה בה אולם לא שוחח עמה.
היא שוחררה רק לאחר ששכך משטר הטרור, בדיוק ביום הולדתה ה-17 (19 בדצמבר 1795), בתמורה להשבתם של מספר שבויים צרפתיים שנשבו על ידי אוסטריה. לקראת שחרורה היא הורשתה לקבל מלווה שתכנס לתאה, תשוחח עמה ותעביר לה בגדים וספרים, וכן הורשתה לצאת מתאה ולנשום אוויר בגן המבצר. בגן היא זיהתה את הכלב של אחיה הקטן, העבירה אותו לרשותה ואף התעקשה לקחת אותו עימה כאשר עזבה את צרפת.
לאחר יותר משנה וחצי של שהייה בבדידות במאסר ללא יכולת לשוחח עם אף אדם, מארי תרז לא הצליחה לשוב ולשוחח עם אנשים לאחר שחרורה. היא עבדה עם המלווה שלה על תרגילי קול על מנת להצליח לנהל שיחה. רק לאחר שחרורה גילתה כי הוריה ודודתה הוצאו להורג והיא הורשתה להיכנס לתא בו שהה אחיה ובזיכרונותיה היא מספרת שגילתה על קירות התא ציור של פרח שצייר עם הודעה לא גמורה לאמו, שבה ככל הנראה ביקש ממנה לסלוח לו. היא קיבלה דיווח כי אחיה מת ממחלה בתאו, אולם לא השלימה עם כך.
מארי תרז הייתה שבורת לב לאחר שחרורה. ילדותה נקטעה באחת בגיל 11, עם לקיחתם בשבי והעברתם מוורסאי לארמון טויילרי, משם למבצר הטמפל שבו נקרעו ממנה אביה, אחיה, אמה ודודתה בזה אחר זה ללא שוב. בגיל 17 היא נותרה לבדה וממשפחתה הקרובה לא נותר איש. היא נלקחה לווינה, אל חצר המלוכה של בן דודה, פרנץ השני, קיסר האימפריה הרומית הקדושה, ועם עזיבתה לקחה עמה חפצים מועטים שנותרו לה מהוריה ואחיה, אותם שמרה עד יום מותה והורישה אותה בהמשך, בצוואתה.
החיים בגלות.
באוסטריה מארי תרז התחברה למשפחת אביה, משפחת בורבון, שהייתה נחושה לשוב לצרפת ולהחזיר לעצמה את השלטון. הצעות נישואים שנתנו לה איפשרו לה לבחור בין משפחת הבסבורג, משפחת אמה, ולחיות את חייה איתם באוסטריה ובין משפחת בורבון, משפחת אביה הגולה. יורש הכתר לאחר מותו של אחיה, לואי ה-17, היה אחיו של אביה, דודה, שהכריז על עצמו כמלך לואי השמונה עשר. לואי ה-18 התגורר בשטחי האימפריה הרוסית כאורחו של הצאר פאבל הראשון. לואי, שלא היו לו ילדים משלו, רצה שאחייניתו תנשא לבן אחיו, לואי אנטואן, דוכס אנגולם, שהיה השני בסדר הירושה לכתר הצרפתי באותה התקופה (אחרי אביו, לעתיד המלך שארל העשירי).
מחליפת מכתבים עם דודה, לואי ה-18 וקרובי משפחה נוספים, עולה כי מאסרה בצרפת והטרור שחוותה בכלאה הביאו אותה להקדיש את חייה לזיכרון בני משפחתה. על כן היא קיבלה את הצעתו של לואי ה-18 להתחבר למשפחת המלוכה באמצעות נישואים לדוכס אנגולם. היא קשרה את חייה למשפחת המלוכה הצרפתית ולחיים בגלות וסירבה להצעות הנישואים למשפחת הבסבורג ולחיים שלווים במשפחת המלוכה האוסטרית. החלטתה לסייע למשפחת בורבון לשוב לצרפת עלתה בקנה אחד עם רצונה לשוב לצרפת ולמצוא את גופותיהם של הוריה ודודתה, ולגלות מה עלה בגורלו של אחיה. מארי תרז ודוכס אנגולם נישאו בשנת 1799, אך נישואיהם היו עקרים.
לאחר שהות קצרה באוסטריה עברה מארי תרז להתגורר בקורלנד (כיום בלטביה) יחד עם דודה ובעלה, משם עברה משפחת המלוכה הצרפתית להתגורר בבריטניה. המלך ג'ורג' השלישי קיבל אותם בברכה והעניק למארי תרז מגורים כמו גם הכנסת אורחים לחצר המלכות של המלך ג'ורג' הרביעי. מארי תרז נשארה בבריטניה עד לנפילתו של נפוליאון בשנת 1814.
השיבה לצרפת.
ב-6 באפריל 1814, לאחר נפילתו של נפוליאון, הוכתר דודה של מארי תרז, לואי השמונה עשר כמלך צרפת. המשפחה המלכותית חזרה לפריז ב-28 ביולי 1815. שלא כמו לואי ה-18, שברח מצרפת לפני מאסרם של לואי ה-16 ומארי אנטואנט, השיבה לצרפת הייתה קשה למארי תרז. היא לא לקחה חלק במשחקים הפוליטיים שאפשרו למשפחה לחזור לשלטון ולא הייתה מוכנה להתרועע עם מתנגדי המלוכה שהפכו את עורם וקיבלו את לואי ה-18 בחזרה לכס השלטון. שלא כמו לואי ה-18, מארי תרז זיהתה את מתנגדי המלוכה כאנשים שלקחו חלק פעיל ברצח אביה ואימה וכעת מקבלים את שובו של לואי ה-18 ועמודים לצידו על מנת לשמור על כוחם. בעבור לואי ה-18 זהו המחיר שיש לשלם בעבור הכתר, אולם מארי תרז לא הייתה מעוניינת לבטוח עוד בשום אדם ולא רצתה לקחת חלק בפוליטיקה הצרפתית. היא התגוררה בארמון וורסאי שוב, אולם לא לקחה חלק באירועים, במסיבות או בחגיגות הארמון אליהם הוזמנו אנשי החצר ופוליטיקאים שבעבר התנגדו ללואי ה-16, פעלו למאסרו וחתמו על הוצאתו להורג. עדויות על שנות שהותה בארמון מתארים אותה כתזכורת אבלה מהלכת ויומיומית בעבור בני המשפחה ואנשי החצר למאורעות האימים של המהפכה. לואי ה-18 היה קרוב אל מארי תרז והבין ללבה, ואף עשה שימוש בדימוי הציבורי שלה, כיתומה האומללה של מלך ומלכת צרפת, לחיזוק מעמדו וזכותו לכתר הצרפתי.
דוגמה להתנהלות חצר המלוכה בימיו של לואי ה-18 אל מול מתנגדי המלוכה ניתן למצוא בתיאור חייו של פושה, אחד ממתנגדיו הקולניים של לואי ה-16. חתימתו של פושה מתנוססת על גזר הדין שהוביל את לואי ה-16 לגליוטינה, אך הוא השכיל להפוך את עורו שוב ושוב, שמר על כוחו בשלטונו של נפוליאון ובשלטונו של לואי ה-18 וזכה לקבל תפקיד של שר על ידי לואי ה-18 על אף חלקו הניכר ברצח המלך והמלכה. לואי ה-18 השתמש ביכולותיו הפוליטיות של פושה כדי לכבוש שוב את כס המלוכה והצלחתו של לואי ה-16 הביאה לפושה להימנות לשר בחצרו. בני משפחת בורבון ידעו על מעורבותו של פושה, אולם בעבורם זה היה המשחק הפוליטי בחצר המלוכה הצרפתי. לא כך בעבור מארי תרז. נוכחותו של פושה בחצר המלכות, לאחר ששיתף פעולה ברצח הוריה הייתה בלתי נסבלת בעבורה. בני המשפחה שראו את כאבה את לואי תרז דרשו מלואי ה-18 לגרש את רוצחי לואי ה-16 מהארמון, וביניהם פושה. לואי ה-18, שלאחר כיבוד השלטון לא נדרש עוד לעזרתו של פושה, ציווה לפטר את השר באמירה ש"יש למנוע מהדוכסית המסכנה את הדבר, שתהא צפויה תמיד לפגישה עם הפרצוף המתועב הזה".
חייה של מארי תרז בצרפת לא הוקדשו לשלטון כמו שאר בני משפחת בורבון, היא הקדישה את חייה לזיכרון משפחתי וחזרה לצרפת עם מטרה ברורה, למצוא את אחיה, לואי שארל. היא אמנם שמעה על מותו, אולם השמועות על בריחתו מהכלא והחלפתו בילד אחר שמת בכלא היו בעלות משקל רב ומארי תרז הקדישה את זמנה לברר את האמת מאחורי השמועות ונפגשה עם כל מי שיכול לספק לה מידע בנושא לצד חיפושים אחר גופתו. היא ביקרה באתרים של קברי האחים בהם הושלכו גופות המתים מהגליוטינה ומתקופת הטרור של המהפיכה וארגנה חיפושים אחר גופות הוריה, אחיה ודודתה. רסיסי המידע על שעותיהם האחרונות ומקום קבורתם של הוריה התחברו יחדיו וגופותיהם נמצאו, אולם לא כך גופתו של לואי שארל. מארי תרז קיבלה פניות רבות מצעירים בני גילו של אחיה שטענו להיות לואי ה-17 האבוד וחוותה מפחי נפש רבים ממתחזים שסיפרו על חייהם כילד לואי שארל וזכרונותיהם ממנה, אחותם, בחצר המלוכה. גופתו של אחיה הקטן לא נמצאה, אולם מארי תרז החליטה לאחר מפגשים רבים כי ככל הנראה יש אחת בטענה שמת בכלאו, יודעי דבר הובילו אותה למקום בו הושלכה גופתו והיא סירבה מאותו הרגע ואילך להפגש עם מתחזים נוספים. זמן רב לאחר מותה של מארי תרז נמצאו שרידי לואי ה-17: לבו של הילד הוצא מגופו על ידי הרופא שקבע את מותו ונשמר ברשותו. באמצעות שריד זה נערכו בדיקות ונקבע כי אכן לואי ה-17 מת בכלאו. כיום שריד זה נח בבזיליקת סן-דני בה קבורים הוריו.
לואי ה-18, אשר תמך בפעולותיה של מארי תרז וראה את אהדת הצרפתים אליה, התמודד עם ניסיונות לערער את שלטונו באמצעות דאגה ליתומה המלכותית וזיכרון העוול שנעשה לאחיו לואי ה-16 ואשתו מארי אנטואנט. על כן בתמיכתו ובעזרתו של לואי ה-18 פעלה מארי תרז לשימור זכרם של הוריה ואחיה:
בינואר 1815 היא הורתה להעביר את גופותיהם של לואי ה-16 ומארי אנטואנט מהמקום בו הושלכו לאחר הוצאתם להורג לבזיליקת סן-דני. הם נקברו במרתפי הבזיליקה ופסל הוצב בקומת הכניסה המתאר אותם בתנוחת תפילה.