I ett försök att skapa stabilitet genom religiös tolerans, arrangerade Katarina år 1572 ett symboliskt bröllop mellan sin dotter Margareta och de franska protestanternas ledare Henrik av Navarra. Under bröllopet samlades den protestantiska eliten i det katolska Paris. Den 24 augusti 1572 utbröt Bartolomeinattens blodbad i en massaker på protestanter i Paris. Det påbörjades genom att man önskade ha ihjäl viktiga personer inom den protestantiska rörelsen, men urartade genom att de parisiska medborgarna hämningslöst mördade tillresta protestanter. Katarinas roll i denna massaker är oklar, men hon har historiskt fått skulden för att ha planlagt massakern.