在成功的推翻了简格雷之后不久，也就是公元的1553年10月1日，玛丽正式加冕成为英格兰的女王，是为玛丽一世。
因为玛丽一世是虔诚的天主教徒，加上她登上王位也是依靠的天主教的力量，所以玛丽一世在位的这段时期，英国恢复了天主教的统治地位，为了排除异己，稳固地位，在天主教的要求下，玛丽一世亲自下令坑杀了超过300名新教徒，结果在新教徒口中，她有了一个响亮的绰号——血腥玛丽。
除了宗教之间的矛盾之外，玛丽在加冕也开始防备伊丽莎白，姐妹两人虽然有着共同凄惨的遭遇，可是因为信仰上的差别，为了避免将来王位落入信奉新教的伊丽莎白手中，或者说为了不让简格雷的悲剧在自己身上发生，玛丽一世同意了与表侄神圣罗马帝国国王查理五世的儿子西班牙王子腓力（后来的腓力二世）的婚事，看，这就是欧洲的皇室，相互之间的关系可以说是乱成了一锅粥，这要是放在中原大地，恐怕是要成为千年的笑柄。
可是搁在欧洲，别说只是远房亲戚了，哪怕就是有血缘关系的人之间都是可以结婚的。
玛丽一世和腓力于1554年7月23日首次见面，经过两天时间的协商，其实也就是谈妥了利益分配之后两人便举行婚礼。
根据婚约内容，腓力得到英格兰国王的称号，所有文件必须同时有腓力及玛丽二人的签名，国会也只会同时听命于两人联合的命令，甚至连货币上也同时雕有国王与女王的肖象。婚约也指明英国在西班牙有战役的时候，没有义务为西班牙提供任何军事援助。
为了使腓力的头衔可与玛丽看齐，查理五世这边就赶紧把那不勒斯及耶路撒冷的王位赠予腓力。玛丽因而成为那不勒斯皇后及名义上的耶路撒冷王后。
两年之后，也就是公元1556年，查理五世退位，腓力继承了一部分权力，他的妻子玛丽则顺理成章成为西班牙王后。
可惜的是在跟腓力结婚之后，玛丽一世虽然先后两次出现假性怀孕，但终究她亦没有诞下任何子女。
玛丽一世在王位上一直坐到1558年11月17日逝世，这个时候天主教也是无力回天，毕竟宗教是宗教，影响力毕竟是有限的，伊丽莎白就活生生的在那里，不可能再推出一个足够份量的人来跟伊丽莎白竞争王位，只能眼睁睁的看着新教徒们喜气洋洋的将伊丽莎白送上王位。
死去的玛丽一世按照她自己的愿望，于1558年12月14日，她被埋于西敏寺的一个墓内，永远的陪伴她的母亲，凯瑟琳帕尔。
在玛丽一世执政的这段时间里，爱德华六世所立的宗教法被废除。玛丽一世还想说服国会废除亨利八世所立的新教法律。为了取得英国国会成员的同意，她将亨利八世所没收的隐修院土地发还，这是因为新任的土地拥有者具有一定的影响力，可惜最终还是没能彻底成功。