В 1536 году неожиданно умер восемнадцатилетний дофин Франциск, и муж Екатерины стал наследником французского престола. Теперь Екатерине предстояло заботиться о будущем трона. Смерть деверя положила начало домыслам о причастности флорентинки к его отравлению для восшествия «Екатерины-отравительницы» на французский престол. По официальной же версии, дофин умер от простуды, тем не менее придворный, итальянский граф Монтекукколи, подавший ему, разгоряченному азартной игрой, чашу с холодной водой, был казнен.
Положение осложнялось еще и тем, что ширились слухи о бесплодии Екатерины. Многие советовали королю аннулировать брак. Под давлением мужа, желавшего закрепить свое положение рождением наследника, Екатерина долго и тщетно лечилась у всевозможных магов и целителей с одной-единственной целью – забеременеть. Были использованы все возможные средства для удачного зачатия, в том числе питье мочи мула и ношение навоза коровы и оленьих рогов на нижней части живота. Десять лет у супругов не было детей. Официальная версия истории известна: якобы Генрих имел некоторую патологию, потом согласился на операцию и почти через одиннадцать лет напряженного ожидания дети посыпались будто из рога изобилия. Но эта версия довольно сомнительна – есть сведения, что в 1537 году у Генриха родился внебрачный ребенок.
Наконец 20 января 1544 года Екатерина родила сына. Мальчика назвали Франциском – в честь деда, правящего короля, тот даже прослезился от счастья, узнав об этом. Следует заметить, что ее отношения с тестем заметно улучшились на почве общего увлечения. Она покорила сердце короля своим страстным увлечением охотой. При этом Екатерина если и не придумала сама, то, по крайней мере, ввела во Франции моду на новый для женщин способ садиться на лошадь, что позволяло им участвовать в охоте наравне с мужчинами. Она скакала верхом, как амазонка.
После первой беременности у Екатерины, казалось, больше не было проблем с зачатием. Рождением еще нескольких наследников она упрочила свое положение при французском дворе. Однако все ее сыновья оказались ущербными – кто умственно, кто физически. Безвольные, они в то же время отличались коварством и мстительностью. Дочери не разочаровали – но и их королева не особенно любила. Она смотрела на них лишь с точки зрения выгодных династических союзов.
В 1556 году, при очередных родах, Екатерину спасли от смерти хирурги, обломав ножки одной из двойняшек, которая пролежала в утробе матери мертвой шесть часов. Впрочем, и второй девочке, суждено было прожить всего лишь шесть недель. В связи с этими родами, которые прошли очень сложно и едва не стали причиной смерти Екатерины, врачи посоветовали королевской чете больше не думать о рождении новых детей.
После этого совета Генрих прекратил посещать спальню своей супруги, проводя все свободное время со своей фавориткой Дианой де Пуатье. Это показало всем, что Диана полностью заняла место Екатерины, которая, в свою очередь, вынуждена была терпеть возлюбленную супруга. Ей, как настоящей Медичи, даже удалось превозмочь себя и, смирив гордость, расположить к себе влиятельную фаворитку мужа. Диана же была очень довольна, что Генрих женат на женщине, которая предпочитала ни во что не вмешиваться и закрывала на все глаза.
31 марта 1557 года умер Франциск I, и на престол взошел Генрих II. Екатерина стала королевой Франции. К моменту коронации Генриха Екатерине было под сорок. Это была уже зрелая дама, понимавшая толк в интригах двора, поэтому она сразу же приобрела союзников, но престол не увеличил ее власти. По-прежнему сердцем мужа управляла всесильная Диана. Изредка Екатерина одерживала мелкие победы над своей соперницей: пыталась ее скомпрометировать в глазах короля, подыскивала ей замену – все-таки фаворитке уже исполнялось шестьдесят лет, однако Медичи по-прежнему оставалась на задворках основной политической борьбы.
Надо сказать, что деятельная натура Екатерины проявилась в том, что королева собрала при дворе весь цвет европейского искусства. Она охотно покровительствовала признанным талантам и протежировала начинающим. Увлекалась она и астрологией. Один из астрологов и предсказал случайную смерть короля. Катрен Нострадамуса, в котором речь идет о гибели «старого льва» в поединке с «молодым», который «выколет ему глаза», позже получил славу как предсказание смерти Генриха II, причем сбывшееся еще при жизни Нострадамуса. Однако ни сам Нострадамус, ни его современники не связывали катрен с этим событием.
Смерть Генриха действительно была нелепой. 1 июля 1559 года он участвовал в рыцарском поединке с лейтенантом своей шотландской гвардии графом Габриэлем де Монтгомери. Раззадоренный молодой соперник нанес Генриху сильный удар по голове. Король защищался копьем, древко его не выдержало, расщепилось на несколько лучин, и одна из них влетела в правое глазное отверстие шлема. Через глаз Генриха дерево вошло в мозг, смертельно ранив монарха. Король был увезен в замок де Турнель, где из его лица были извлечены остальные обломки злополучного копья. Лучшие врачи королевства боролись за жизнь Генриха. Екатерина все время находилась у постели супруга, а Диана не появлялась, может быть, боясь приказания королевы отправиться вон навсегда. Время от времени Генрих даже чувствовал себя достаточно хорошо, чтобы диктовать письма и слушать музыку, но очень скоро он ослеп и потерял речь. 10 июля 1559 года Генрих II умер. С этого дня Екатерина выбрала своей эмблемой сломанное копье с надписью «Lacrymae hinc, hinc dolor» («От этого все мои слезы и боль моя») и до конца своих дней в знак траура носила черные одежды. Она первой выбрала траур черного цвета. До этого в средневековой Франции траур был связан с белым цветом.