7 kwietnia 1953 Józefina opuściła Brukselę, żegnana przez około 70 tysięcy poddanych. Książę powitał swoją narzeczoną w pociągu na granicy belgijsko-luksemburskiej, pocałował ją i odprowadził do limuzyny, która zawiozła ich do stolicy.
9 kwietnia 1953 para zawarła cywilny związek małżeński w Pałacu Książęcym w Luksemburgu. Uroczystości przewodniczył burmistrz miasta, Emile Hamilius.
Małżonkowie przejechali karetą około dwumilowy odcinek drogi pomiędzy pałacem a Katedrą Notre Dame, pomimo niewielkich opadów deszczu. W katedrze wstąpili w religijny związek małżeński w wierze katolickiej, a Józefina otrzymała tytuł Jej Książęcej Wysokości Dziedzicznej Wielkiej Księżnej Luksemburga. W uroczystościach uczestniczyli przedstawiciele niemalże wszystkich europejskich rodzin panujących; było to największe wydarzenie na kontynencie po zakończeniu II wojny światowej.