Em 1864, durante uma viagem a Munique para os funerais de seu irmão, o rei Maximiliano II da Baviera, a princesa Hildegarda contrai uma infecção pulmonar que evolui para uma pleurite. Hildegarda morre em poucos dias e Matilde fica órfã de mãe aos quinze anos de idade.
Negociações de casamento
Um primo distante de Matilde, o arquiduque Luís Salvador de Áustria-Toscana, príncipe da Toscana e representante do ramo italiano dos Habsburgo, apaixonou-se por ela e planejou pedir-lhe em casamento, o que não se concretizou. A arquiduquesa estava destinada a tornar-se rainha da Itália, como esposa do futuro Humberto I. O matrimônio teria o objetivo de melhorar as tensas relações entre o Império Austro-Húngaro e o jovem reino, responsável pela perda das possessões austríacas na Península Itálica.[2]
Morte
Matilde morreu de forma trágica no Palácio Hetzendorf, residência vienense da imperatriz Sissi, em 6 de junho de 1867. Naquela noite, Matilde usava um vestido de tule, com o qual iria ao teatro. Pouco antes de sair do palácio, a arquiduquesa resolveu fumar um cigarro, prática que já havia sido proibida por seu pai. Com a aproximação repentina de Alberto Frederico, Matilde tentou esconder o cigarro, colocando suas mãos para trás. O contato do cigarro aceso com o tule que recobria seu vestido e a glicerina utilizada para engomá-lo provocou uma combustão rápida e de difícil controle, causando queimaduras de segundo e terceiro graus em seu corpo. A morte de Matilde, aos dezoito anos de idade, foi testemunhada por toda sua família.[3]
A arquiduquesa foi sepultada na Cripta Imperial de Viena, ao lado de sua mãe e de seu irmão Carlos.