В судьбу Екатерины в очередной раз вмешался случай, разом всё переменивший. В один из жарких августовских дней наследник престола дофин Франсуа (прим. старший сын Франциска I), разгоряченный игрой в мяч, выпил стакан холодной воды и сразу же почувствовал резкие боли в груди и животе. Пневмония, перешедшая в плеврит, развивалась стремительно, и спустя несколько дней, 10 августа 1536 года, дофин скончался. Отныне Генрих стал наследником престола, дофином, а Екатерина — дофиной. В 1537 году Екатерину поджидал удар. Во время кампании в Италии Генрих стал отцом ребенка, рожденного девушкой по имени Филиппа Дучи. Услышав новость о беременности девушки, Генрих пришел в восторг, заметив, что провел с ней всего одну ночь.  Это наверняка подтверждало: именно Екатерина, а не он, физически не способна зачать дитя.  По-прежнему бездетная, дофина знала, что не сможет долго пробыть женой Генриха, если не произведет на свет наследника. Тайные происки, целью которых ставилось изгнание Екатерины, уже начали приносить свои плоды. О разводе как о деле практически решенном сообщал и венецианский посолТем не менее, Екатерине при поддержке Фанциска I удалось удержаться при дворе.Забеременела она только  в  1543 году. Дитя назвали Франциском в честь короля, который лично присутствовал при родах. В течение последующих двенадцати лет Екатерина дала жизнь еще девяти детям, семеро из которых выжили. Утерев нос всем врагам, после десяти лет бесплодия она почти ежегодно производила на свет новых младенцев, на радость мужу и всей нации. Первая дочь появилась на свет 2 апреля 1545 года, ей дали имя Елизавета. За ней последовала Клод (12 ноября 1547 года), Луи — (3 февраля 1549 года, умер 24 октября того же года), Карл-Максимилиан, ставший впоследствии Карлом IX (27 июня 1550 года),Эдуард-Александр, впоследствии Генрих III (20 июля 1551 года), Маргарита, известная как Марго (14 мая 1553 года), Эркюль (18 марта 1555 года) и, наконец, девочки-двойняшки, Виктория и Жанна, родившиеся 24 июня 1556 года. Жанна умерла во время родов, едва не погубив саму Екатерину, а Виктория прожила несколько недель.Однако крепкую конституцию матери и ее несокрушимую волю к жизни дети не унаследовали. За исключением Марго, обладавшей завидным здоровьем, остальные отпрыски оказались болезненно-хилыми.Из семерых, переживших младенческий период, шестеро страдали слабыми легкими и, вероятно, туберкулезом. Франсуа, Карл-Максимилиан и Эдуард-Александр были подвержены фурункулезу, различным инфекциям, а когда подросли, у них начали проявляться признаки слабоумия, — последствия врожденного сифилиса, унаследованного от деда, Лоренцо II Медичи. Плохое здоровье детей, особенно мальчиков, явилось одним из главных факторов, заставивших Екатерину сохранять центральную роль в управлении Францией, даже когда сыновья выросли.31 марта 1547 года Франциск I Французский, король-рыцарь, король Возрождения к северу от Альп, начавший правление столь славно, но навлекший на державу столько бед, наконец испустил дух.Генрих и Екатерина стали королем и королевой Франции.