Luisa Šarlota se 12. června 1819 v Madridu provdala za svého strýce Františka de Paula Španělského, který byl o deset let starší než ona. Měli spolu jedenáct dětí:
1. František de Asís (6. 5. 1820 Madrid – 15. 11. 1821 tamtéž)
⚭ 1856 Adalbert Vilém Bavorský (26. 8. 1828 Mnichov – 21. 9. 1875 tamtéž), princ bavorský a dědičný princ řecký
Luisa Šarlota přála španělský trůn své neteři Isabele spíš, než jejímu strýci Karlovi. Byla zapojená do incidentu během nemoci španělského panovníka, ohledně tohoto problému: když španělský král ležel nemocný, domnívaje se, že zemře (1832), snažila se Luisa Šarlota od premiéra Tadea Calomarda násilím získat dokument zakazující ženskou posloupnost a hodit ho do ohně. Když se Calomarde pokoušel dokument zachránit, udeřila ho do obličeje, načež pronesl dobře známá slova: "Madame, bílé ruce nehřešíǃ"
Když se Luisina neteř v roce 1833 stala španělskou královnou a sestra Marie Kristýna regentkou, soupeření mezi sestrami se zhoršilo a Luisa Šarlota odešla ze Španělska do Paříže.