با همین آشنایی سلطانم بیگم وقتی ۱۴ ساله بود با شاه طهماسب یکم ۱۱ ساله که تازه به پادشاهی رسیده بود ازدواج کرد و ملکه ایران شد و این عنوان را به مدت ۳۰ سال یعنی از زمان مرگ ملکه تاجلی بیگم تا زمان مرگ همسرش داشت. همزمان با ازدواج این دو اداره حرمسرای شاهی به سلطانم بیگم که زنی نیکوکار، دانشور و سیاستمدار بود، سپرده شد.
در تاریخ آمده است که با همین خصوصیات سلطانم بیگم در تمام تصمیمات سیاسی همسرش و انتصابات و انتخابات دولتی نقش مهمی داشت. شاه اغلب با او مشورت میکرد و در تمام امور کشوری و تجاری و اقتصادی نظرش را جویا میشد و حتی میگویند که گاهی بدون مشورت با او کاری انجام نمیداد.حتی این نفوذ باعث شد که پسرانش بهعنوان جانشین سلطنت تعیین شوند و پسران دیگر زنان شاه طهماسب سهمی در این قضیه نداشته باشند، هرچند که رقیب سرسختی به نام سلطانزاده خانم سومین همسر شاه طهماسب داشت، اما نفوذ او در میان قزلباشها کمتر جایگاهش را به خطر میانداخت.
گفته میشود که او با خرم سلطان همسر سلطان سلیمان پادشاه عثمانی و دخترشان مهرماه سلطان برای گسترش روابط و مناسبات سیاسی بین دو کشور ایران و عثمانی مکاتبه میکرد و همسر سلطان عثمانی که از نفوذ او در دربار شاه طهماسب خبر داشت پاسخ نامههایش را میداد. درسال ۱۵۷۶ که شاه طهماسب یکم ازدنیا رفت سلطانم بیگم همراه با دخترخواندهاش پریخان خانم برای اینکه اسماعیل میرزا را بهسلطنت برسانند تلاش بسیار کردند و موفق هم شدند.
اسماعیل میرزا با نام شاه اسماعیل دوم به سلطنت رسید و به این ترتیب سلطانم بیگم ملکه مادر شد. قدرت سلطانم بیگم کاهش پیدا نکرد و بعد از کشته شدن شاه اسماعیل دوم با قدرتی که داشت پسر دیگرش یعنی محمدخدابنده را به سلطنت رساند. شیوه شاه طهماسب یکم یعنی مشورت با سلطانم بیگم از سوی دو پسرش و در دوران سلطنت آنها هم ادامه پیدا کرد، حتی وقتی شاه عباس به سلطنت رسید سلطانم بیگم با مقام مادربزرگ شاه نخستین بانوی حرم بود؛ با دستور او که به معماری بخصوص معماری اماکن مذهبی توجه نشان میداد، بارگاه امام حسین(ع) تعمیر و موقوفاتی برای روشنایی این حرم و حرم حضرت ابوالفضل(ع) اختصاص داده شد.
در دوران شاه عباس یکم یعنی در سال ۱۵۹۳ سلطانم بیگم ملکه قدرتمند صفویان در ۷۶ سالگی در قزوین درگذشت و شاه عباس یکم جسد او را در مشهد دفن کرد.