ภายหลังจากพิธีหมั้นผ่านไป หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ ยังคงศึกษาอยู่ต่อจนเมื่อพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เสด็จฯนิวัติพระนคร จึงทรงโปรดให้หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ตามเสด็จพระราชดำเนินกลับมาด้วย เพื่อร่วม ในพระราชพิธีถวายพระเพลิง พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดลในเดือนมีนาคม 2493

ต่อมาในวันที่ 28 เมษายน ปีเดียวกันนั้น ทรงโปรดให้จัดการพระราชพิธีราชาภิเษกสมรสขึ้น ณ วังสระปทุม และโปรดเกล้าฯ ให้สถาปนาหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ขึ้นเป็น สมเด็จพระราชินีสิริกิติ์ ครั้นเมื่อมีพระราชพิธี บรมราชาภิเษก ในวันที่ 5 พฤษภาคม 2493 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ภูมิพลอดุลยเดช โปรดให้เฉลิมพระนามาภิไธยสมเด็จพระราชินีสิริกิติ์ เป็น สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินี หลังจากนั้นทั้ง 2 พระองค์ ได้เสด็จฯ กลับไปยังสวิสเซอร์แลนด์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อทรงรักษาพระองค์และทรงศึกษาต่อ และได้เสด็จฯ กลับมาประทับที่ประเทศไทยในปี 2495

ในปี 2499 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เสด็จฯ ออกบรรพชาตามโบราณราชประเพณีเป็นเวลา 15 วัน ระหว่างวันที่ 22 ตุลาคม ถึง 5 พฤศจิกายน ในระหว่างที่ผนวชอยู่นี้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จ พระนางเจ้าสิริกิติ์พระบรมราชินี เป็นผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ ซึ่งต่อมาพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว โปรดฯให้เฉลิมพระอภิไธย เป็นสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ เมื่อ 5 ธันวาคมศกนั้น

สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ ทรงมีพระราชโอรส และพระราชธิดารวม 4 พระองค์คือ

1. สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าหญิงอุบลรัตน์ราชกัญญา สิริวัฒนาพรรณวดี
   ประสูติ ณ สถานพยาบาล มองซัวซี นครโลซานน์ ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ เมื่อวันที่ 5 เมษายน 2494
   ต่อมาได้ทรงลาออกจาก ฐานันดรศักดิ์ เพื่อสมรสกับนายปีเตอร์ เลด เจนเซ่น ชาวอเมริกัน ทรงมีพระโอรสและพระธิดา 3 องค์
2. สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าวชิราลงกรณ์ บรมจักราดิศรสันตติวงศ์ เทเวศรธำรงสุรบริบาล อภิคุณูประการมหิตลาดุลเดชภูมิพลนเรศวรางกูล กิตติสิริสมบูรณ์ สว่างควัฒน์ บรมขัตติยราชกุมาร
   ประสูติ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน เมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2495
   ต่อมาในปี 2515 ทรงได้รับการสถาปนา ขึ้นเป็น สมเด็จพระบรมโอรสาธราช เจ้าฟ้ามหาวชิราลงกรณ์ สยามมุฏราชกุมาร
3. สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าสิรินธรเทพรัตนสุดา กิติวัฒนาดุลโสภาคย์
   ประสูติ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน เมื่อวันที่ 2 เมษายน 2498
   ต่อมาทรงได้รับพระราชทานโปรดเกล้าฯ ให้เฉลิมพระอิสริยยศ เป็น สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา เจ้าฟ้ามหาจักรีสิรินธรรัฐสีมาคุณากรปิยชาติ สยามบรมราชกุมารี เมื่อปี 2520
4. สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าจุฬาภรณ์วลัยลักษณ์ อัครราชกุมารี
   ประสูติ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน เมื่อวันที่ 4 กรกฏาคม 2500
   ทรงอภิเษกสมรสกับ เรืออากาศโท (ยศในขณะนั้น) วีระยุทธ ดิษยะศริน ทรงมีพระธิดา 2 พระองค์

สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ ทรงปฏิบัติพระราชภารกิจได้อย่างครบถ้วนสมบูรณ์ยิ่ง นับตั้งแต่วันที่ทรงเข้าสู่พระราชพิธีราชาภิเษกสมรสเป็นต้นมา ทั้งนี้ไม่ว่าจะเป็น ในฐานะภรรยา ด้วยการถวายความจงรักภักดี เอาพระทัยใส่ ถวายการปรนนิบัติต่อองค์พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ตลอดจนทรงเป็นกำลังพระราชหฤทัย ให้พระราชสวามี เสมอตลอดมา หรือ ในฐานะแม่ก็ทรงอบรม เลี้ยงดูพระราชโอรสและพระราชธิดาด้วยความเอาพระทัยใส่ยิ่ง

แต่ที่สำคัญที่สุดคือ ในฐานะพระบรมราชินีของประชาชนชาวไทยโดยในระยะแรกมักจะเป็นการตามเสด็จฯ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ไปในการพระราชพิธีต่างๆ รวมทั้งได้ทรงปฏิบัติพระราชกรณียกิจในตำแหน่ง ผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ ตามที่ทรงได้รับการแต่งตั้งในระหว่างที่พระบาท สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงผนวชได้เป็นอย่างดี สมกับที่ได้รับการไว้วางพระราชหฤทัย

สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ จะโดยเสด็จฯ เคียงข้างองค์พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในการทรงปฏิบัติ พระราชกรณียกิจเพื่อประโยชน์สุขแก่ประชาชนชาวไทยไม่ว่าจะเป็นในด้านการศึกษา การศาสนา การรักษาไว้ซึ่งประเพณี วัฒนธรรมของชาติ หรือการสร้างและรักษาสัมพันธภาพกับนานาประเทศ