I 1881 giftet hun seg med arkeologen Ingvald Undset, en kjent vitenskapsmann som døde allerede i 1893 og etterlot henne med de tre døtrene Sigrid, Ragnhild og Signe. Ragnhild ble født i 1884, etter at familien hadde flyttet til Norge fra Danmark. I 1887 ble Signe født.