После начала Первой мировой войны Мария принуждала Фердинанда присоединиться к Антанте и объявить войну Германии, что он в итоге сделал в 1916 году, уже став королём. Вскоре после вступления Румынии в войну Бухарест был оккупирован Центральными державами, и Мария с мужем и детьми вынуждена была укрываться в Молдавии. Там она выполняла функцию медсестры в военных госпиталях, ухаживая за ранеными и болевшими холерой солдатами. 1 декабря 1918 года провинция Трансильвания, вслед за Бессарабией и Буковиной, объединилась со Старым королевством. Мария, теперь королева Великой Румынии, участвовала в Парижской мирной конференции 1919 года, на которой произошло международное признание расширенной Румынии. В 1922 году в специально построенном соборе в древнем городе Алба-Юлия вместе с мужем Мария была коронована в ходе сложной церемонии, которая отражала их статус королевы и короля объединённого государства.