Maria Pia era a oitava filha do rei Fernando II das Duas Sicílias e de sua segunda esposa, a arquiduquesa Maria Teresa da Áustria. Seus avós paternos foram o rei Francisco I das Duas Sicílias e a infanta Maria Isabel da Espanha; enquanto seus avós maternos foram o arquiduque Carlos da Áustria, Duque de Teschen (herói austríaco, vencedor da Batalha de Aspern-Essling) e a princesa Henriqueta de Nassau-Weilburg. Membro de uma família numerosa, Maria Pia tinha 12 irmãos (incluindo seu irmão mais velho, Francisco II das Duas Sicílias, único filho do primeiro casamento de seu pai). Tímida e reservada, a princesa, assim como seus irmãos, foi amorosamente criada pela mãe, que abominava as festas da côrte e a vida mundana, preferindo dedicar-se exclusivamente à educação dos filhos.