Infanta María de las Mercedes de Spania s-a născut pe 11 septembrie 1880 la Palatul Regal din Madrid și a fost fiica cea mare a regelui Alfonso al XII-lea al Spaniei și a celei de-a doua soții a lui, Maria Christina de Austria. Nașa copilei a fost regina Isabela a II-a, bunica paternă, care a venit din exilul său de la Paris pentru a participa la nașterea primului ei nepot.
Venirea pe lume a fetiței a fost însă o mare dezamăgire atât pentru familie, cât și pentru societatea spaniolă, care aștepta cu nerăbdare un moștenitor de sex masculin. Regina Maria Christina a vrut să-și numească fiica Mercedes, în onoarea primei soții a soțului ei. Infanta a devenit moștenitoare prezumptivă a coroanei imediat după naștere, dar Antonio Cánovas del Castillo, pe atunci șef al guvernului, care o displăcea suverană și nu voia sub nicio formă ca tronul Spaniei să ajungă din nou la o femeie după regim nefericit al Isabelei a II-a, a decis să o ignore pe copilă.
Doi ani mai târziu, pe 12 noiembrie 1882, Mercedes a avut o soră, pe Infanta Maria Teresa, un nou motiv de supărare în familie. Mariajul părinților a fost trist pentru că Alfonso nu-și iubea soția și era dezamăgit de nașterea celor două fetițe, mai ales că el avea deja doi fii nelegitimi.
Regele, care suferea de tuberculoză, a început să aibă probleme mari de sănătate și a murit pe 25 noiembrie 1885, la doar 27 de ani, iar fiica cea mare, infanta Mercedes, a devenit moștenitoare sub regența mamei ei. Totuși, nu a fost proclamată regină pentru că Maria Christina era însărcinată în acel moment. Dacă aceasta ar fi adus pe lume tot o fetiță, Mercedes ar fi devenit suverană, însă noul născut a fost un băiat care a fost proclamat ca regele Alfonso al XIII-lea imediat după naștere, pe 17 mai 1886. În acest fel copila a revenit la statutul de moștenitoare prezumptivă, titlu pe care l-a deținut toată viața.
Mercedes a apărut pentru prima dată în public la curtea regală de mâna mamei ei, când regina Maria Christina a fost numită regentă. Educația prințesei de Asturia și a surorii mai mici, Infanta Maria Teresa, s-a desfășurat exclusiv la Palatul Regal din Madrid, într-un mediu auster, condus de două văduve: mama și mătușa paternă, Isabela. Copila a primit, ca toate prințesele din epocă, lecții de pian și de pictură, a urmat cursuri de tricotat și de etichetă, dar era considerată neatrăgătoare din punct de vedere fizic și foarte timidă.
În adolescență, infanta și-a însoțit mama în multe călătorii peste hotare, vizitându-și bunica paternă la Paris, mătușa paternă, Maria de la Paz, la Munchen și bunica maternă, Elisabeth Franziska, la Viena. Situația politică din Spania era complicată, iar Mercedes și sora ei au trăit izolate, pentru că mama le interzicea să ia parte la evenimentele sociale.
Pe 9 mai 1899, regina-mamă a oferit o petrecere la Palatul Regal pentru a marca debutul în societate a fiicelor și, cu această ocazie, Mercedes s-a îndrăgostit de Prințul Carlos de Bourbon al Celor Două Sicilii, care ajunsese în Spania cu câțiva ani înainte.
La acel moment potențialul mariaj dintre cei doi a fost considerat extrem de important pentru că astfel ar fi fost evitată o schimbare de dinastie în cazul în care tânăra și-ar fi succedat fratele. Carlos era serios, timid, arătos și Mercedes s-a îndrăgostit repede, logodna tinerilor fiind anunțată pe 14 decembrie 1899. Presa spaniolă a fost însă împotriva mariajului și au existat chiar proteste de stradă la Madrid, Sevilla și Granada, însuși arhiepiscopul de Valladolid, unul dintre cei mai importanți prelați din Spania, avertizând-o pe regina-mamă asupra consecințelor grave în cazul căsătoriei cu un Bourbon. Controversa a umbrit pregătirile pentru ceremonie, iar în ziua nunții, pe străzile care duceau la Palatul Regal, autoritățile au mobilizat numeroase trupe de frica protestatarilor.
Ceremonia a avut loc pe 14 februarie 1901 la Madrid, apoi cuplul s-a stabilit la Palatul Regal, iar mariajul a fost unul fericit. Cuplul a avut doi copii după scurtă vreme:pe prințul Alfonso și pe prințul Fernando. Însărcinată pentru a treia oară, Mercedes, care tocmai împlinise 24 de ani, a început să se simtă rău cu 20 de zile înainte de data aproximativă a nașterii. Tânăra a fost diagnosticată cu crampe intestinale, dar ea suferea, de fapt, de o inflamație acută a apendicelui care a evoluat rapid spre peritonită.
În primele ore ale zilei de 16 octombrie 1904 Mercedes a adus pe lume prematur cel de-al treilea copil al său, o fetiță ce va primi numele Isabella Alfonsa. Cum mama se simțea foarte rău, toată atenția medicilor s-a îndreptat spre ea, ignorând copilul nou născut despre care s-a crezut că e mort. Fratele lui Mercedes, tânărul rege al Spaniei, a realizat că bebelușul era de fapt în viață, i-a alertat pe doctori și astfel fetița a fost îngrijită și salvată de la moarte.
Infanta Mercedes a încetat din viață a doua zi, pe 17 octombrie 1904, înconjurată de familie, iar cei trei copii ai ei au rămas în grija bunicii Maria Christina, fiind crescuți la curtea regelui Alfonso al XIII-lea. Mai târziu soțul ei s-a recăsătorit cu Prințesa Louise de Orléans, care i-a dăruit patru copii. Fiul cel mare al infantei Mercedes nu a primit titlul de Prinț de Asturia, dar a înlocuit-o pe mama sa ca moștenitor prezumptiv la tron, cel de-al doilea fiu a murit anul următor, la vârsta de doi ani, iar ultima născută a trăit până la vârsta de 80 de ani.
