ملک‌زاده با وجود ناخرسندی مهد علیا در روز جمعه ۲۷ بهمن ۱۲۲۷ برابر با ۲۲ ربیع‌الاول از سال ۱۲۶۵ قمری به همسری امیرکبیر درآمد.

این موضوع دانسته است که امیر خود برای ازدواج با عزت الدوله پیش قدم نشد، بلکه ناصرالدین شاه به رغم مخالفت‌های مادرش، مهدعلیا، عزت الدوله را به عقد امیر درآورد. این موضوع را امیرکبیر در نامه‌ای گلایه‌آمیز که در آخرین روز‌های صدارت خود به ناصرالدین شاه نوشته است، مورد اشاره قرار می‌دهد. موضوع نامه، فرستادن خواجهٔ مخصوص مهدعلیا به خانه امیرکبیر است. امیر این خواجه را به جاسوسی می‌شناخت و در نامه خود به ناصرالدین شاه می‌نویسد: «.. در باب خواجه که مقرر فرمودند، این غلام واسطه حاجی مبارک نبودم. معلوم است اختیار کل نوکر، از خود این غلام گرفته تا به هر کس باشد، با قبله عالم است. هر که را بخواهند بیرون نمایند یا نگاه دارند، اختیار امر با سرکار همایون است. در باب آقا جوهر، فدوی از اوّل برخود قبله عالم روحنا فداه معلوم است که نمی‌خواستم در این شهر صاحب خانه و عیال شوم. بعد به حکم همایون و برای پیشرفت خدمت شما، به این عمل اقدام کردم..»

با این وجود، مضمون برخی نامه‌های خصوصی رد و بدل شده میان امیر و ناصرالدین شاه و همچنین وفاداری عزت الدوله به امیر پس از عزل او، به خوبی آشکار می‌کند که علاقه و صمیمیتی خاص بین آن‌ها برقرار شده بود.

فرزندان امیر کبیر:

حاصل ازدواج عزت الدوله با امیرکبیر دو دختر به نام‌های تاج‌الملوک و همدم الملوک بود که به ترتیب با پسردایی‌های خود مظفرالدین میرزا (مظفرالدین شاه بعدی) و مسعود میرزا (ظل السلطان بعدی) ازدواج نمودند. محمدعلی شاه به این لحاظ نوه مشترک ناصرالدین‌شاه، امیرکبیر، و عزت الدوله بوده‌است.

پس از عزل امیر کبیر از صدارت و امارت نظام و تبعید او به کاشان، عزت الدوله علی‌رغم اصرار ناصرالدین شاه و مهدعلیا، به همراه امیر به کاشان رفت و در باغ فین کاشان سکنی گزید. در حین اقامت در کاشان، عزت الدوله که از مکر بدخواهان امیر بیمناک بود، لحظه‌ای از او جدا نمی‌شد. در واقع مقام او به عنوان دختر شاه سابق و یگانه خواهر تنی شاه فعلی، مانع آن میشد که دشمنان، به امیر آسیبی برسانند. رفتار عزت‌الدوله نسبت به شوهرش بزرگوارانه بود.

خوی و منش او هیچ شباهتی به اخلاق پست مادر افسونگر و برادر درمانده اش نداشت. از آغاز تباهی سپر بلای او بود، و تا دم آخر وفادار ماند. آنچنان که در منابع مختلف آورده اند، برای اجرای نقشه قتل امیرکبیر، عزت‌الدوله را از او دور ساختند و به نیرنگی او را به حمام فین که در محل اقامت آن‌ها واقع شده بود کشاندند و نقشه خود را اجرا کردند.

مشهور است که برای جدا کردن امیر از عزت‌الدوله، خبر آوردند که پیک شاهی به زودی خبر بازگشت امیر به مقام صدارت را خواهد آورد. امیر در این هنگام برای پوشیدن ردا قصد حمام کرد. عزت‌الدوله از امیر خواست که پیش از آمدن پیک شاهی و ملاحظه دست‌خط شاه از او جدا نشود. با این حال امیر اعتنایی نکرد. آنچه پس از این اتفاق افتاد توسط دکتر اعلم‌الدوله طبیب عزت‌الدوله چنین نقل شده‌است:

«.. چون حاج علی خان با همراهانش به باغ فین رسیدند، علی اکبربیک چاپار دولتی را دیدند که منتظر بیرون آمدن امیر از حمام بود که جواب نامه مهدعلیا را به عزت‌الدوله بگیرد. فراشباشی دست علی‌اکبر بیک را گرفت، با خود به حمام برد که زن امیر را از آمدن او مطلع نسازد.

فراشباشی با مأموران خود وارد حمام گشتند، دیدند خواجه حرمسرا مشغول جمع‌آوری لباس‌های امیر است. اعتماد السلطنه (حاج علی خان) یکی از آن کسان را بر سر او گماشت که از آنجا بیرون نرود. سپس پشت در دیگر حمام را سنگچین کردند که کسی از آن راه داخل نگردد. وارد صحن شدند. فراشباشی فرمان شاه را ارائه کرد. امیر خواسته بود عزت‌الدوله را ملاقات کند، یا پیغامی برای او بفرستد، و وصیت بکند. اعتمادالسلطنه اجازه نداده بود. پس امیر دلاک را دستور داد رگ‌های هر دو بازویش را بزند ..»