Petite fille de Louis XII et sœur de Henri II, elle est le 5ème enfant et la 3ème fille du roi de France François 1er et de son épouse Claude de France. Connaissant son état de santé fragile, son père a longtemps hésité à la marier.
Son père François 1er et le roi Jacques V d’Écosse se rencontrent en 1536 au col du Pin-Bouchain [1], sur l’actuelle commune de Joux [2], où ils décident du mariage de Madeleine avec ce dernier. Elle l’épouse le 1er janvier 1537 à Notre-Dame de Paris [3], et devient donc reine consort d’Écosse.
Elle meurt en juillet de la même année de phtisie en Écosse à l’âge de 16 ans. La reine Madeleine est enterrée à l’abbaye d’Holyrood à Édimbourg [4].