จากนั้น เมื่อเดือนกรกฎาคม ปี 2492 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้หม่อมเจ้านักขัตรมงคล และครอบครัว เข้าเฝ้า ณ เมืองโลซานน์ สมเด็จพระราชชนนีทรงมีพระกระแสรับสั่งขอหมั้นหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ต่อหม่อมเจ้านักขัตรมงคล โดยในวันที่ 19 กรกฎาคม 2492 ได้มีการจัดพระราชพิธีหมั้นระหว่างพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงหมั้นกับหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ เป็นพิธีภายใน ณ โรงแรมวินด์เซอร์ เมืองโลซานน์ ซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานพระธำมรงค์เพชรที่มีหนามเตยเป็นรูปหัวใจให้หม่อมเจ้านักขัตรมงคลเพื่อเป็นการหมั้น พระธำมรงค์วงนี้เป็นพระธำมรงค์ที่สมเด็จพระราชบิดาทรงหมั้นกับสมเด็จพระราชชนนี้ในอดีตนั่นเอง และราชเลขานุการประจำพระองค์ ในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้แจ้งข่าวทรงหมั้นมายังรัฐบาลไทย ซึ่งก่อให้เกิดความปลื้มปิติแก่พสกนิกรไทยโดยทั่วไปยิ่งนัก และเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 2492 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้เสด็จไปยังนครลอนดอนเพื่อทรงร่วมฉลองวันเกิดของหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ หม่อมเจ้านักขัตรมงคลทรงนำพระธำมรงค์ "แหวนหมั้น" วงดังกล่าว ถวายแด่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เพื่อทรงมอบต่อให้หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ด้วยพระหัตถ์เอง ซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงมีพระราชดำรัสขณะมอบพระธำมรงค์ว่า "เป็นของมีค่ายิ่งและเป็นที่ระลึกด้วย"