Граф А. Игнатьев не забыл этого эпизода и много лет спустя писал в своих мемуарах: «Мария Павловна вышла замуж, главным образом, для того, чтобы бежать из московского монастыря… Небольшого роста, малоинтересной наружности, но зато талантливая и острая на язык, она была заражена необыкновенным самомнением, основанным, прежде всего, на своем близком родстве с самодержцем. Уже в силу этого маленькая Швеция должна была целиком оказаться у ее ног. Подобный взгляд не вполне отвечал разрешению той задачи, ради которой был устроен этот брак».
Довольно быстро Мария Павловна стала заметной фигурой в шведской столице и давала шведам массу поводов посудачить о ней. К всеобщему изумлению она стала учиться в Высшей школе прикладных искусств, и даже писала недурные картины. Из уст в уста передавались рассказы о том, как она, вспоминая проделки детства, скатывалась с лестницы на серебряном подносе, или о том, как, усадив короля в пролетку, она не смогла сдержать лошадь и на всем скаку пронеслась с ним по улицам шведской столицы. Поведение русской принцессы, вызывавшей восхищение и сплетни, не укладывалось в рамки шведского придворного этикета, и газетчики нередко намекали на то, что герцогиня позволяет себе слишком много. Может быть, именно поэтому она стала популярной в Швеции, как впоследствии принцесса Диана в Англии.
Пожалуй, больше всех ее любил король Густав V, считавший, что его очаровательная русская невестка может позволить себе иметь причуды и странности, которые только украшают ее. Впоследствии она тепло вспоминала о нем: «Мой свекор баловал меня, и мы были такими добрыми друзьями, что я порой позволяла себе подшучивать над ним… С ним я всегда чувствовала себя свободно. Мы испытывали друг к другу полное доверие».
Как и английская принцесса Диана, она не была счастлива в браке. Для того чтобы укрепить брачные узы, в 1911 г. решено было отправить молодых супругов в длительное путешествие в Сиам, где они должны были представлять Швецию на коронации короля Махи Вичировута. Однако по возвращении из поездки пропасть между супругами стала еще глубже, так как в Сиаме Мария Павловна познакомилась с герцогом Монпасье, в объятиях которого, как писал биограф Романовых Стаффан Скотт, «она поняла, как много потеряла в своем безрадостном браке». «Мне только 22 года, но я смотрю в будущее с полной безнадежностью», — писала она.
В 1913 г. вместе с мужем и сыном она ездила в Москву на празднование 300-летия династии Романовых. Это была их последняя семейная поездка. Еще раз окунувшись в светскую жизнь, она больше не хотела жить «год за годом с молодым стариком и его идиотским семейством». Узнав к тому же о том, что в Стокгольме решили поселить ее на Капри, на обратном пути она встретилась в Берлине с братом Дмитрием и вместе с ним поехала к отцу в Париж, сказав мужу, что никогда не вернется обратно. Жившая тогда же во Франции княгиня Зинаида Юсупова писала сыну Феликсу: «Мария Павловна Шведская — печальный пример безалаберной жизни без всяких принципов и основ».
Ее сын Леннарт писал впоследствии в своих мемуарах: «В наши дни трудно представить себе последовавший за этим скандал. Члены королевской семьи при всех обстоятельствах должны быть счастливыми и демонстрировать образцовую семейную жизнь». Король Густав V с сожалением написал Николаю II, что надежды свести их вместе почти нет и «надо сделать все возможное, чтобы избежать скандала». Вероятно, оба двора испытывали угрызения совести за этот брак без любви, поэтому проблема была улажена довольно быстро, и уже в конце 1913 г. было официально объявлено о расторжении брака.
В 1914 г. началась Первая мировая война, и Мария Павловна вернулась в Россию, чтобы отправиться на фронт сестрой милосердия. В 1916 г. она узнала о том, что ее брат Дмитрий участвовал в убийстве Распутина. Октябрь 1917 г. застал ее вместе с новым мужем князем С. Путятиным в Москве. Отсюда они бежали в Украину, потом в Румынию. Из Румынии она приехала в Париж, а затем в Лондон. Муж не принимал участия в материальном обеспечении семьи, поэтому она развелась с ним и сама обеспечивала себя. Время от времени ей помогал Густав V, сохранивший привязанность к своей бывшей невестке. В 1937 г. она получила шведское подданство, но уехала в Аргентину, где ее навестил сын Леннарт. Со своим бывшим мужем Вильгельмом, так и не вступившим во второй брак, она встретилась только через 35 лет в 1949 г. В декабре 1958 г. она скончалась от воспаления легких в пограничном городке Констанц на острове Майнау в Боденском озере, где и была похоронена рядом с прахом брата Дмитрия, к которому была очень привязана.