Urodziła się 26 listopada 1847 r. jako druga córka księcia Chrystiana z linii Schleswig-Holstein-Sonderburg-Glücksburg i jego kuzynki Luizy z Hesji-Kassel. Miała cztery lata, gdy stało się jasne, że jej ojciec obejmie tron Danii po Fryderyku VII. Piętnaście, gdy jej siostra Aleksandra poślubiła księcia Walii, a brat objął tron Grecji. Szesnaście, gdy ich ojciec został królem jako Chrystian IX.
1 lutego 1864 r. wojska pruskie i austriackie przekroczyły granicę Danii, która w wyniku wojny utraciła Holsztyn i Szlezwik, co nie przeszkodziło carowi Aleksandrowi II poprosić o rękę Dagmar dla swego najstarszego syna Mikołaja. Młodzi natychmiast przypadli sobie do gustu, ale kilka miesięcy po zaręczynach Mikołaj zmarł. Car postanowił, że z uroczą duńską królewną ożeni się jego kolejny syn, Aleksander, zwany Saszą, a czasami przezywany wołem dla swej potężnej postury i niewielkiej lotności umysłu. Dagmar współczuto powszechnie, gdy wyjeżdżała do dalekiej Rosji, aby po stracie ukochanego poślubić jego mniej udanego brata.
Niepotrzebnie. Była szczęśliwa z tym zwalistym mrukiem, którego 28 października/9 listopada 1866 r. poślubiła, przyjąwszy wraz z prawosławiem imię Marii Fiodorowny. On ją uwielbiał i gotów był spełnić każde jej życzenie – do tego stopnia, że uchodził w rodzinie za pantoflarza. Palił stojąc w otwartym oknie, bo nie życzyła sobie dymu w pokojach. Podczas wizyty w Finlandii, gdy śpiewano hymn Wielkiego Księstwa Finlandii, zamiast „Boże, zachowaj cara”, niechętnie zdjął kapelusz – na żądanie swej skandynawskiej małżonki. A gdy się rozstawali – nie zawsze mógł jej towarzyszyć, gdy spędzała lato u rodziców w Danii – siedział ponury i milczący w prywatnych apartamentach i pisał do niej listy, uskarżając się na swą samotność w małżeńskim łożu.