Zweimal hatte Kaiser Otto I. vergeblich Gesandte zur Brautwerbung für seinen gleichnamigen Sohn und Nachfolger nach Byzanz geschickt. Eine Heirat sollte die Anerkennung des abendländischen Kaisertums durch Byzanz besiegeln. Aber eine Gemahlin aus kaiserlichem Geblüt musste es ein, nur sie war dem Rang Ottos II. angemessen. Der dritten Brautwerbung unter Erzbischof Gero von Köln war schließlich Erfolg beschieden: Im April wurde die byzantinische Prinzessin mit ihrem Gefolge feierlich in Rom eingeholt. Doch es war nicht die erhoffte Kaisertochter Anna, sondern Theophanu, die 15-jährige Nichte des Basileus Johannes Tzimiskes.
Mehrere Quellen berichten beeindruckt von den kostbaren Schätzen, die die Prinzessin aus ihrer Heimat mitbrachte. Am 14. April 972 wurde sie in Rom durch Papst Johannes XIII. mit dem 16-jährigen Otto II. vermählt und zur Kaiserin gekrönt. An der Seite ihres Gemahls hatte Theophanu großen Anteil an der Herrschaft. Allerdings tat sie sich wohl schwer, im rauhen ostfränkisch-deutschen Reich Fuß zu fassen. Theophanus Stunde schlug, als Otto II. 983 verstarb und sie – zusammen mit ihrer Schwiegermutter Kaiserin Adelheid – die Herrschaft für ihren minderjährigen Sohn Otto III. übernahm. Der Chronist Thietmar von Merseburg lobte die Leistung der 991 verstorbenen Theophanu, die durch ihre kluge Machtpolitik ihrem Sohn Otto III. den Kaiserthron sicherte.