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Charlotte fut mariée à Louis V Joseph de Bourbon-Condé, prince de Condé, lors d'une cérémonie organisée au château de Versailles le . Le prince de Soubise avait fixé une dot de près de vingt millions de livres. Louis-Joseph était le fils de Louis IV Henri de Bourbon-Condé et qui fut premier ministre du roi et qui arrangea son mariage avec Marie Leszczynska. La nouvelle épouse du prince de Condé était à présent une figure importante de la cour, juste après la reine et les huit filles qu'elle eut de Louis XV. Trois enfants naissent alors de l'union des jeunes époux :
Le couple s'établit à l'hôtel de Condé, résidence parisienne de la famille, et vient habiter le palais Bourbon, entièrement remanié par Louis-Joseph. Il appartenait à Louise-Françoise de Bourbon et fut vendu à la couronne ensuite. Charlotte était une femme intelligente et cultivée, elle était pieuse et s'intéressait aux bonnes œuvres. Elle éprouvait de la compassion pour les pauvres. Le prince était très timide, même avec son épouse.