Vilhelm IV var protestant, noe som lenge hadde vært tilfelle for medlemmer av huset Nassau. Han gifta seg 21. juni 1893 på slottet Fischhorn med Marie-Anne av Braganza, infanta av Portugal og datter av ekskonge Miguel av Portugal. Med dette handla han i tråd med sitt ønske om at et romersk-katolsk land burde få en romersk-katolsk monark. Etter Vilhelm IV har alle storhertuger vært katolikker. Vilhelm blei syk straks etter at han overtok trona, og i mars 1908 overlot han styret til sin kone som .