วันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ.2491 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงประสบอุบัติเหตุ เนื่องจากรถพระที่นั่งที่ทรงขับเองชนท้ายรถบรรทุกที่หยุดกะทันหัน ทรงได้รับบาดเจ็บสาหัสบริเวณพระพักตร์และพระเศียร แต่ไม่มีพระอัฐิส่วนใดแตก ทรงเข้ารับการรักษาที่โรงพยาบาลตำบลมอร์เซล์ เป็นเวลาประมาณ 3 สัปดาห์ ระหว่างที่ประทับอยู่ในโรงพยาบาลนั้นมีม.ร.ว.สิริกิติ์คอยเฝ้าถวายการพยาบาลอย่างใกล้ชิดตลอดเวลา

        พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้เสด็จออกจากโรงพยาบาลที่ประทับ เมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ.2491 และได้เสด็จเข้าโรงพยาบาลอีกครั้งหนึ่ง เพื่อผ่าพระเนตรข้างขวา เมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน พ.ศ.2491 ประทับอยู่ในโรงพยาบาลเป็นเวลา 5 วัน ผลการผ่าตัดปรากฏว่าเป็นที่พอใจของแพทย์ผู้ถวายการรักษา

        การที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงประสบอุบัติเหตุในครั้งนี้ และการที่ม.ร.ว.สิริกิติ์ ได้มาเฝ้าถวายการพยาบาลอย่างใกล้ชิด เป็นมูลเหตุให้ความสัมพันธ์ระหว่างพระองค์กับม.ร.ว.สิริกิติ์ที่มีมาแต่เดิมลึกซึ้งแน่นแฟ้นยิ่งขึ้น เป็นลำดับ

        ในวันที่ 19 กรกฎาคม พ.ศ.2492 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้ทรงประกอบพิธีหมั้นม.ร.ว.สิริกิติ์อย่างเงียบ ๆ ที่โรงแรมวินเซอร์ เมืองโลซานน์ จนกระทั่งเดือนกันยายนปีเดียวกัน จอมพล ป.พิบูลสงครามได้เผยแพร่ขาวการหมั้นระหว่างพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวกับม.ร.ว.สิริกิติ์แก่ที่ประชุมสภาผู้แทนราษฎร ในไม่ช้าข่าวก็แพร่ไปสู่ประชาชน

        พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้เสด็จนิวัติพระนครในวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ.2493 พร้อมด้วยม.ร.ว.สิริกิติ์ หม่อมเจ้านักขัตรมงคล หม่อมหลวงบัว กิติยากร จากนั้นเสด็จประทับที่พระบรมมหาราชวัง ตลอดเส้นทางมีประชาชนคอยเฝ้ารับเสด็จด้วยความจงรักภักดีแน่นขนัด

        วันที่ 28 เมษายน พ.ศ. 2493 ตรงกับวันศุกร์ขึ้น 12 ค่ำ เดือน 6 ปีขาล ได้ทรงอภิเษกสมรสกับม.ร.ว.สิริกิติ์ กิติยากร โดยได้จดทะเบียนสมรสกับม.ร.ว.สิริกิติ์ กิติยากร ตามกฏหมายไทย ประมวลกฏหมายแพ่งและพาณิชย์ บรรพ 5 ซึ่งรัฐบาลได้ประกาศใช้เมื่อเดือนตุลาคม พ.ศ. 2474 ซึ่งเป็นครั้งแรกที่พระมหากษัติย์ไทยประกอบพิธีราชาภิเษกสมรสอย่างเปิดเผย และเป็นทางการ แสดงออกอย่างแจ้งชัดถึงพระราชจรรยาที่จะทรงดำเนินพระองค์ตามระบอบประชาธิปไตยทุกประการ

        ต่อมาวันที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ.2493 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าให้ประกอบพระราชพิธีบรมราชาภิเษก โดยพระราชทานพระปฐมบรมราชโองการว่า

        ในพระราชพิธีบรมราชภิเษกนี้ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าโปรดกระหม่อม สถาปนาเฉลิมพระเกียรติยศสมเด็จพระราชินีขึ้นเป็น “สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินี “ ด้วย

        เมื่อเสร็จพิธีบรมราชาภิเษกแล้ว ได้เสด็จกลับสวิตเซอร์แลนด์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อรักษาพระวรกายตามคำแนะนำของแพทย์ ในวโรกาสนี้ได้ประทับอยู่จนมีพระประสูติกาลพระราชธิดาพระองค์แรก “ สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าอุบลรัตน์ราชกัญญาสิริวัฒนาพรรณวดี “ ประสูติ ณ โรงพยาบาลมองซัวซีส์ เมืองโลซานน์ เมื่อวันที่ 5 เมษายน พ.ศ.2494

        หลังจากนั้นก็เสด็จนิวัติพระนคร และประทับอยู่ ณ พระตำหนักจิตรลดารโหฐาน ต่อมาจึงย้ายไปประทับ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน พระราชวังดุสิต ซึ่งได้มีพระประสูติกาลพระราชโอรส และพระราชธิดาอีกสามพระองค์

   สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าวชิราลงกรณ์ ทรงพระราชสมภพเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม พ.ศ.2495

        พ.ศ. 2499 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้า ฯ ให้สมเด็จพระนางเจ้า ฯ พระบรมราชินี ทรงปฏิบัติพระราชกรณียกิจในตำแหน่ง “ ผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ “ แล้วเสด็จออกทรงผนวช ณ พระอุโบสถ วัดพระศรีรัตนศาสดาราม เมื่อวันที่ 22 ตุลาคม ได้เสด็จ ฯ ประทับ ณ พระตำหนักปั้นหยา พระตำหนักทรงพรต วัดบวรนิเวศวิหาร จนเสด็จลาผนวชเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2499

        ต่อมาได้มีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ สถาปนาเฉลิมพระอิสริยศักดิ์ สมเด็จพระนางเจ้า ฯ พระบรมราชินี ขึ้นเป็น “สมเด็จพระบรมราชินีนาถ” เมื่อวันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ.2499