Когда закончился срок траура по супругу, Барбара уже могла позволить себе выезжать и окунулась в светскую жизнь с головой. Да и сами Радзивиллы устраивали многочисленные празднества, не уступавшие в пышности королевским приемам. На этих балах считали за честь бывать практически все влиятельные люди того времени. Появлялся на приемах Радзивиллов и сын тогдашнего короля Речи Посполитой, Сигизмунда I Старого, его тезка.
Молодой человек не мог остаться равнодушным к удивительной красоте 22-летней вдовы. Сигизмунд и Барбара начали тайно встречаться. Первыми о бурном романе своей сестры узнали братья Барбары. Однажды ночью ее родной брат Николай Рыжий и двоюродный — Николай Черный буквально ворвались в покои молодой женщины и застали там Сигизмунда. Ссориться с влиятельным человеком, который, вполне вероятно, мог стать польским королем, Радзивиллы не стали, но поставили условие: сын короля должен оставить их сестру, ведь внебрачная связь может плохо отразиться на репутации не только самой Барбары, но и всего рода Радзивиллов. В противном случае ему, как достойному человеку, придется жениться.
В планы Сигизмунда женитьба на красавице вовсе не входила. Он прекрасно понимал, что этот брак может стать для него препятствием для восхождения на польский трон, ведь Сейм вряд ли обрадовался бы еще большему укреплению клана Радзивиллов на политической арене. Поэтому молодой дворянин пообещал прекратить связь с Барбарой.
Но Сигизмунд не сумел сдержать слово. Он действительно полюбил эту молодую женщину и был не в силах отказаться от нее. Тайные встречи продолжились.
Очередное рандеву снова прервали братья Барбары и напомнили аристократу о его обещании. Человек слова, Сигизмунд согласился на венчание, но при этом поставил условие — брак должен быть тайным. Радзивиллы без колебаний пошли на это, и молодые люди тайно обвенчались.
Вскоре после церемонии молодоженам пришлось расстаться на полгода — Сигизмунд отправился на Сейм в надежде добиться разрешения на этот брак, а Барбару отослал в имение в Дубинки. Молодожены поддерживали связь, посылая друг другу трогательные письма и маленькие подарки.
В 1548 году Сигизмунд Старый умер, и на трон взошел его сын. Он заявил, что женат, и потребовал признать Барбару Радзивилл королевой Польши. Разразился страшный скандал. Против этого брака выступил не только польский Сейм, опасавшийся засилья Радзивиллов — сторонников полной независимости Литвы, но и мать молодого короля, Бона Сфорца.
На Сигизмунда Августа всячески пытались воздействовать, привлекли для этого влиятельных епископов, которые соглашались признать процедуру венчания недействительной. Но король стоял на своем. Коронация Барбары Радзивилл состоялась только 7 мая 1550 года в Кракове. Она все-таки стала польской королевой.
Трудно сказать, какой была совместная жизнь этих молодых людей. Сложены легенды об огромной любви, которую питал Сигизмунд к своей Басеньке. Они были своего рода польско-литовскими Ромео и Джульеттой. Эта любовь настолько выбивалась из традиций жизни тогдашней аристократии, что над супругами даже втихомолку посмеивались. Хотя это не мешало счастливой чете польских королей наслаждаться друг другом.
Но в 1551 году Барбара тяжело заболела. Ее пытались лечить сначала придворные лекари, затем Сигизмунд настоял на приглашении европейских светил медицины. Королева жестоко страдала, ее тело покрылось зловонными кровоточащими язвами, даже сиделки не могли долго находиться в комнате больной. Тут и проявилась искренняя любовь короля. Сигизмунд постоянно сидел с любимой, как мог, ухаживал за Барбарой и поддерживал ее. 8 мая 1551 года королева умерла.
Сигизмунд не захотел хоронить любимую там, где ее не приняли при жизни. В карете, запряженной шестеркой черных лошадей, король совершил печальное путешествие из Кракова в Вильно. Причем во всех населенных пунктах, встречавшихся по пути, скорбящий король шел пешком, а карета ехала как можно медленнее.
Естественно, многих интересовало, что же за болезнь поразила неугодную королеву. Подозревали Бону, мать Сигизмунда II Августа. Не стоит забывать, что Бона Сфорца происходила из рода Медичи, знаменитого как раз своими познаниями в различных ядах. Неизвестно, ее ли рук это дело… Но даже после смерти Барбары те, кто хотел более удачного брака для короля, так и не смогли добиться своей цели. Сигизмунд оставался верным своей любимой до самой смерти.