Se casó con Filiberta (1498–1524), una princesa de la Casa de Saboya, en febrero de 1515, en la corte de Francia, gracias a la intercesión de su hermano Juan, ahora papa con el nombre de León X, en el mismo año Francisco I de Francia le invistió con el título de Duque de Nemours (que recientemente había revertido a la corona francesa de nuevo) para la ocasión.