En 1985 alcanzó la cima social y mediática al convertirse en la quinta esposa del barón Hans Heinrich von Thyssen-Bornemisza, uno de los mayores coleccionistas del siglo XX; y en los años siguientes la nueva baronesa Carmen Thyssen agitó la museística internacional por su mediación para que la fabulosa colección Thyssen-Bornemisza fuera expuesta y conservada en España, en el Triángulo del Arte de Madrid; proceso que culminó en julio de 1993 con la compra de la colección por parte del Estado español.