انتخاب ثریا برای همسری محمدرضا به وسیله خواهر بزرگتر شاه ، شمس انجام گرفت. شمس در یک مجلس مهمانی در سفارت ایران در لندن که ثریا هم در آن دعوت بود، در همان نظر اول او را پسندید و مسئله را با خلیل‌خان اسفندیاری پدر ثریا در میان گذارد.
ثریا با آمادگی قبلی برای روبرو شدن با شاه به تهران آمد و در ابتدا در خانه فخرالسلطنه اقامت جست.
برای حفظ امنیت شاه از خیابان تخت جمشید( طالقانی فعلی) کوچه‌ای باز می‌کنند تا برای دیدار با ثریا او از در پشتی وارد خانه فخرالسلطنه شود.
شاه هم مثل خواهرش شمس در اولین نظر او را پسندید و ثریا هم به این وصلت تمایل پیدا کرد و مراسم نامزدی آنها روز ۶ دی ۱۳۲۹ مقرر شد، امیدواری آنها آن بود که مراسم ازدواج به زودی برگزار شود ولی ثریا متاسفانه دچار بیماری حصبه شد و روز به روز این بیماری شدت یافت و همه را دچار نگرانی کرد.ناگزیر مراسم ازدواج به تعویق افتاد، پس از طی دوران نقاهت ، تشریفات عقد و ازدواج در نهایت سادگی در ۲۳ بهمن ۱۳۲۹ اتفاق افتاد.
