De echtgenoot van prinses Marilène is prins Maurits van Oranje-Nassau, Van Vollenhoven. Ze zijn op 29 mei 1998 getrouwd in Apeldoorn.
Prins Maurits is de tweede zoon van prinses Margriet en prof. dr. Pieter van Vollenhoven. Samen hebben ze drie kinderen:
- Prinses Anna (geboren 15 april 2001)
- Prins Lucas (geboren 26 oktober 2002)
- Prinses Felicia (geboren 31 mei 2005)
Het gezin woont in Amsterdam.