1933 heiratete sie den Juristen Mogens von Harbou, der kurz zuvor in die NSDAP eingetreten war und sich später, während der deutschen Besatzung Polens, an der Judenverfolgung beteiligte. Die Ehe hielt nur drei Jahre. In dieser Zeit wurde die Wohnung des Paars von der Gestapo durchsucht und Marie Luise mehrere Tage lang verhört. Grund war ihre frühere Verbindung zu Werner Scholem sowie der Vorwurf, sie habe Scholem Dienstgeheimnisse ihres Vaters Kurt von Hammerstein-Equord übermittelt. Marie Luise schwieg dazu, erst in einem internen Lebenslauf von 1973 gab sie zu, für den KPD-Nachrichtendienst tätig gewesen zu sein; der Kontaktmann sei Leo Roth gewesen.