После смерти матери принцессы в 1646 году испанский король Филипп IV попросил руку 11-летней Марианны для своего 16-летнего сына и наследника, принца Астурийского Бальтазара Карлоса. Фердинанд III согласился на такое предложение, видя в союзе выгоды после Вестфальского мира и укрепление двух ветвей рода Габсбургов. Бальтазар Карлос 20 июля в 1646 году признался духовному наставнику отца Марии Агредской, что рад помолвке с кузиной, которую пусть никогда и не видел: «Я самый счастливый в мире человек после помолвки. Нет лучше невесты, чем эрцгерцогиня!» Однако в октябре в поездке с отцом к месту каталонского восстания инфант заболел и вскорости умер. Его смерть вызвала серьёзный династический кризис в Испании. Единственной наследницей престола стала 8-летняя инфанта Мария Терезия. Опасавшийся смуты из-за отсутствия наследника мужского пола Филипп IV решил вновь жениться. Император Фердинанд III предложил ему в жёны свою дочь Марианну. 30 января 1647 года решение о династическом браке было официально объявлено.