Марія Ізабелла народилася у палаці Сан-Тельмо в Севільї. Була первістком в родині французького принца Антуана Орлеанського та його дружини Луїзи Фернанди Іспанської, з'явившись на світ за два роки після їхнього весілля. На момент її народження матері було 16 років. Батьки, які до цього мешкали у Парижі, були змушені залишити країну через революцію 1848 року та встановлення республіканського режиму. Невдовзі вони придбали палац Сан-Тельмо та оселилися у ньому, зробивши своєю офіційною резиденцією. В сім'ї з'явилося ще восьмеро молодших дітей.