Имелся, однако, один кандидат, которого Климент не мог проигнорировать, ибо его рекомендовал император Священной Римской империи. Карл задумал брак между Екатериной и Франческо II Сфорца, герцогом Миланским. Этот герцог, придурковатый субъект тридцати семи лет, преждевременно одряхлевший, больной, безвольный, полностью сломленный выплатой императору огромных денежных сумм за возврат ему герцогства, вряд ли мог являться мечтой девушки на выданье. Вдобавок Климент боялся, что, выдав Екатерину за ставленника Карла, он и сам попадет в слишком жесткую зависимость от императора и не сможет освободиться, если понадобится. Заботило папу римского и требование императора созвать Всеобщий церковный собор. Его святейшество боялся, что это вызовет раскол церкви. Кроме того, сам Климент не проходил обряда рукоположения, что делало занятие им папского трона незаконным. И в этот момент поступило спасительное предложение от короля Франции. Аппетит Франциска I в отношении итальянских территорий разыгрался с новой силой, и он нуждался в дружественном настрое со стороны папы, чтобы вернуть себе вожделенные владения. В 1531 году, держа все это в уме, Франциск предложил Клименту своего второго сына, Генриха, герцога Орлеанского, в качестве потенциального мужа для Екатерины.
В начале 1531 года Габриэль де Грамон, епископ Тарбский, прибыл в папскую резиденцию в качестве посланца Франциска для обсуждения этого брака. К апрелю предварительное соглашение с Франциском было подписано в замке Анэ (по иронии судьбы это был дом будущей любовницы Генриха, Дианы де Пуатье). Постановили, что Екатерина будет жить при французском дворе до достижения брачного возраста, а тайные статьи договора гласили: ее приданым станут Пиза, Парма, Пьяченца, Реджио, Модена и Легорн. Климент также обещал поддерживать намерения Франции захватить Геную и Милан и попробовать отвоевать в пользу молодой четы Урбино. В июне 1531 года во Францию сообщили, что Климент не станет отправлять Екатерину ко французскому двору до свадьбы. С одной стороны, он опасался шума, который поднимется, когда новость дойдет до императора, а с другой — кто знает, как изменится политическая обстановка во Франции. Он не хотел рисковать, оставляя «племянницу» в руках Франциска. Поэтому козыри пока оставались на руках у Климента. Он также настоял, чтобы к приданому Екатерины в 100 тысяч золотых экю добавили дополнительно 30 тысяч экю в обмен на доходы с ее флорентийского наследства. Франциск согласился выделять Екатерине 10 тысяч ливров в год, кроме того, она могла пользоваться весьма приличными доходами от материнского наследства.
Будучи вторым сыном могущественного короля Франции, Генрих, герцог Орлеанский, не знал недостатка в невестах. Самой выгодной партией считалась Мария Тюдор. Но возможность женитьбы на старшей дочери Генриха VIII утратила свою привлекательность, когда король Англии попытался аннулировать брак с ее матерью, Екатериной Арагонской. Тем временем Франциск сосредоточил все помыслы на Екатерине Медичи, связывая с ней свои итальянские планы. Генрих Орлеанский был очень молод — он родился в тот же год, что и Екатерина, и ему еще не исполнилось и тринадцати лет. Хотя считалось, что французский трон ему не достанется, он все-таки представлял собой лакомый кусочек для любой принцессы, не говоря уж об итальянской герцогине без герцогства. Пусть Екатерина богата, но ведь она не королевской крови…
В январе 1533 года в Болонье велись тайные переговоры между посланниками Климента и Франциска. Папа, сильно опасаясь, как бы император, прослышав о намечающемся союзе с Францией, не помешал им, для отвода глаз возобновил обсуждение перспектив брака с Франческо Сфорца, герцогом Миланским. На самом же деле Карл, уверенный, что Франциск никогда не снизойдет до того, чтобы женить сына на дочери «купца», лишь смеялся над слухами. Когда же он напрямую спросил Климента об этом, папа уклонился от ответа и пообещал императору: мол, буде Франциск серьезно задумывает этот брак, он-то уж сумеет отклонить предложение. Он заявил: «Я знаю его (Франциска) природу, он только и ищет повода порвать отношения со мной, да я и сам бы этого желал!» Когда же, спустя короткое время, о браке было объявлено открыто, императору осталось лишь изумляться.