Leopold II leefde gescheiden van de koningin en keerde zich steeds meer van zijn gezin af. Zijn dochters zag hij vooral als nuttige pionnen in het spel van de internationale huwelijkspolitiek. Louise zette hij als eerste in. Op 4 februari 1875 trouwde de prinses met haar achterneef prins Filips van Saksen-Coburg en Gotha in Brussel. Ze waren dubbel verwant: zijn moeder was een zus van haar grootmoeder koningin Louise Marie en zijn grootvader was een broer van haar grootvader koning Leopold I. Filips behoorde tot de rijke Hongaarse tak van de Coburgfamilie en was veertien jaar ouder dan zijn bruid. Leopold II was trots op zijn huwelijksstrategie, die erop neerkwam dat hij dit huwelijk arrangeerde met het oog op internationale politieke belangen.
Louise en Filips kregen samen twee kinderen:
- Dorothea
- Leopold
Ondanks dat het paar twee kinderen kregen was het huwelijk geen succes. Al tijdens de eerste huwelijksnacht liep het mis. Seksueel onvoorbereid ontvluchtte de zeventienjarige prinses de slaapkamer en ging ze in het donker naar de Oranjerie. Haar moeder, die met Leopold een feest in Brussel had moeten verlaten, wees haar ontredderde dochter op haar echtelijke plichten. Ze liet zich overtuigen, maar het trauma bleef. Ze gruwelde van de seksuele wensen van haar kersverse echtgenoot. Al snel leerde ze dat Filips van pornografische literatuur en afbeeldingen hield, een voorkeur die hij graag met haar deelde. Beide echtgenoten gingen een liederlijk leven leiden waarbij de huwelijkstrouw niet werd gerespecteerd.
Het paar verhuisde naar het verre Wenen en vervolgens Boedapest. Het liefst verbleef ze aan het Habsburgse Hof, dat haar moeder uit haar jeugd kende. Het prinselijk paar werd er opgenomen in de selecte kring rondom keizer Frans Jozef I en genoot het voorrecht aan de keizerlijke tafel plaats te nemen. De prinses, die financieel afhankelijk was van haar echtgenoot, richtte haar nieuwe leven op genot. Haar glamoureuze levensstijl viel niet goed bij de keizer en evenmin bij haar moeder. Ze kreeg het advies soberder te gaan leven, maar dat advies sloeg ze in de wind. Haar reputatie ging van kwaad naar erger, tot ongenoegen van keizer Frans Jozef. Toch hielp ze in 1880 keizer Frans Jozef te overtuigen zijn zoon en kroonprins Rudolf met haar jongere zus prinses Stefanie te laten trouwen.
Kort voor de eeuwwisseling ontmoette Louise de Kroatische graaf Géza Mattacic, met wie ze een affaire begon. Hierdoor viel ze uit de gratie bij de keizer. Hij stuurde iemand naar Leopold om hem te verzoeken zijn “onwaardige dochter” tot de orde te roepen, maar de koning was zijn greep kwijt. Haar echtgenoot draaide de geldkraan dicht, maar als dochter van Leopold kreeg ze overal krediet. In geen tijd verdronk de prinses in de schulden.
Op steun uit Brussel hoefde ze niet te rekenen. Leopold II weigerde haar schulden te betalen en wilde evenmin instemmen met een scheiding van Filips. Voor hem was Louise dood. Ook haar kinderen keerden zich van haar af, onder meer uit angst dat de reputatie van hun moeder hun eigen kansen in het leven zouden schaden. Enkel haar zus Stefanie bleef haar trouw.
Omdat voor de keizer het schandaal te groot werd, werd Filips gedwongen tot een duel met de graaf. Ze kwamen er allebei levend uit. Vervolgens liet hij de graaf arresteren op beschuldiging van fraude en stelde hij Louise voor de keuze: ofwel terugkeren naar haar echtgenoot, ofwel opgenomen worden in een instelling. De prinses koos voor de laatste optie. Op last van de keizer was ze onderzocht door Richard von Krafft-Ebing. Diens diagnose van “intellectuele en morele minderwaardigheid” bracht haar in een psychiatrisch instelling bij Dresden, hoewel haar geestelijke vermogens op geen enkele manier waren aangetast.
De schulden werden vereffend door haar man, met het voorbehoud dat ze later uit de erfenis van Leopold II moesten worden terugbetaald. Toch bleven er schuldeisers haar achtervolgen. Ze begon de handtekening van haar zus Stefanie te vervalsen om geld los te krijgen. Na enkele jaren kwam de Kroatische graaf vrij en hielp hij haar te vluchten uit de instelling. In de jaren die volgden waren ze voortdurend op de vlucht. Ze verbleven onder andere in Berlijn, Parijs en Boedapest.