Az esküvőt Firenzében tartották, éppen a vőlegény 52. születésnapján. Mária Ő lett III. Ferdinánd nagyherceg második felesége. Az első feleség, a Bourbon-házból való Lujza Mária Amália nápoly–szicíliai királyi hercegnő (1733–1802), I. Ferdinándnápoly–szicíliai király leánya 1802-ben, a napóleoni háborúk idején, bécsi emigációban elhunyt, a megözvegyült nagyherceg 19 éven át nem nősült újra. A házasság révén Mária Ferdinanda megkapta a Toszkána nagyhercegnéje (grandduchessa di Toscana) címet, egyben saját húgának sógornője lett.
Özvegységben
III. Ferdinánd nagyherceg 27 évvel idősebb volt Mária Ferdinanda hercegnőnél. Házasságuk mindössze három évig tartott, és gyermektelen maradt. 1824. június 18-án III. Ferdinánd elhunyt, Mária Ferdinanda 28 évesen megözvegyült. A nagyherceg halála után annak első házasságából született fia, Lipót János főherceg lépett a Toszkánai Nagyhercegség trónjára, II. Lipót néven. Toszkána új nagyhercegnéje az özvegy Mária Ferdinanda húga, Mára Anna Karolina lett.
1849 januárjában, a forradalmi mozgolódások elől a nagyherceg, családjával együtt Sienába, majd Gaetába menekült. Radetzky marsallnovarai győzelme nyomán a nagyhercegi udvar az osztrák császári csapatok segítségével térhetett vissza a Pitti-palotába.
Mária Ferdinanda a trónfosztott uralkodócsalád tagjaival együtt Ferenc József császár meghívására az Osztrák Császárságba költözött. A bécsi udvarban sok apró méltánytanságot kellett elviselnie, mivel Erzsébet császárné nagyon rosszul viselte az olasz rokonság „invázióját.” Mária Ferdinanda özvegy nagyhercegné a toszkánai Habsburgok saját birtokára, a csehországiBrandeis(Brandýs nad Labem) kastélyába költözött. Itt hunyt el 1865. január 3-án, 79 évesen. A Habsburg-család hagyományos temetkezőhelyén, a bécsi kapucinusok templomának kriptájában (Kaisergruft) temették el, elődjének, Lujza Mária Amália nápoly–szicíliai királyi hercegnőnek (1773–1802), Toszkána előző nagyhercegnéjának közelében. 1898-ban ugyanide temették Mária Antonietta főhercegnőt (1814–1898), Toszkána utolsó nagyhercegnéját is.