Il suo segretario, l'italiano Montecuccoli, viene accusato e torturato. Ammette di aver avvelenato il giovane per ordine di Carlo V; tuttavia la confessione è stata estorta con il supplizio e non è credibile.
Francesco è addoloratissimo; ha bisogno però di reagire, di consolidare il proprio dominio, di assicurare la successione, di estendere la sua influenza dalla Spagna ai Paesi Bassi e domare la rivolta di Gand.
Proprio durante le guerre nella penisola, accade un altro fatto inatteso. Enrico di Valois, partito per l'Italia al fine di conquistare il tanto bramato ducato di Milano (che poi perderà), ha un'avventura con una ragazza di Moncalieri, Filippa Ducci. La fanciulla rimane in stato interessante, e nel 1538 nasce una bambina che viene portata in Francia, legittimata come Diane de France e allevata da Diane de Poitiers in persona.
Per Caterina è un grave colpo: non è Enrico ad avere problemi, bensì lei. Convocati negromanti, alchimisti e ciarlatani, accetta di ingollare le più disgustose misture, nella speranza di rimanere incinta. «Non pochi», fa sapere Brantôme, «tentano di persuadere il re e il delfino a ripudiarla, perché è necessario assicurare alla Francia la discendenza regale».
Terrorizzata al pensiero di finire in un convento o peggio, intravede una sola, possibile via d'uscita. Il suo unico appoggio resta il sovrano, per cui corre a gettarsi alle sue ginocchia. Piangendo, lo implora di non abbandonarla, lo assicura del suo affetto, promette di servire la famiglia reale in qualunque modo. Francesco I la fa alzare, la abbraccia, la tranquillizza. «Dio ha voluto che voi foste mia nuora, la moglie di mio figlio, e io non desidero altrimenti».










