Королева-мать не знала, куда деваться от беспокойства, когда Карл слег снова. Ему периодически делали кровопускание — процедуру, весьма популярную в то время как средство от всех недугов и, что удивительно, зачастую довольно эффективную. В данном случае кровопускание оказывало лишь пагубное действие, особенно в отсутствии антисептики. На месте надреза развился огромный гнойник, и у Карла опять поднялась температура. Доктора боялись, что он не выживет. В ужасе перед возможной ампутацией руки, юный король вызвал мать и брата к себе в Сен-Мор. По всему Парижу служили мессы, народ молился о выздоровлении монарха. Вопреки прогнозам медиков, король вскоре поправился и даже смог возглавить процессию, по традиции обходящую всю столицу перед началом военных экспедиций, увенчалась успехом. Завершилась она в Сен-Дени, где король символически поручил свою корону и скипетр Божественной защите.

Герцог Анжуйский, снова объявленный королевским наместником, отбыл в Этамп, где к нему вскоре присоединилась Екатерина. Утихомирив горячие споры по поводу назначения командиров, она вернулась в Париж, где занялась сбором продовольствия для армии. Эта работа была уже знакома Екатерине и напомнила ей прошлое — она часто выполняла обязанности генерал-квартирмейстера для вооруженных сил мужа. Правда, тогда французы сражались с внешним врагом, а теперь — друг с другом. Ни одна деталь не ускользала от зоркого глаза королевы-матери, хотя ее сильно отвлекали личные заботы. Ее дочь Елизавета снова ждала младенца и, несмотря на срок беременности всего четыре с половиной месяца, набрала огромный вес. 18 октября 1568 года Екатерина писала Филиппу, умоляя, чтобы Елизавета принимала «не более 2 трапез в день, а между ними — только хлеб». Она еще не знала, что, когда это письмо писалось, ее дочери уже две недели как не было в живых.

Екатерина только успела отправить эти наставления с курьером из Парижа в Мадрид, как оттуда прибыл другой гонец, принесший мрачную весть о кончине Елизаветы. Она умерла в полдень 3 октября в результате преждевременных родов. Едва сформировавшаяся новорожденная девочка умерла сразу же, а Елизавета — спустя несколько часов. В типичном для того времени высокопарном бюллетене о кончине утверждалось, что королева умерла «как подобает истинной христианке <…> одетая в облачение францисканок, последовав на небеса вслед за ребенком, которого носила, получившим святое крещение». Новости первыми достигли кардиналов Лотарингского и Бурбона, которые решили подождать утра (курьер прибыл вечером), прежде чем сообщить о гибели Елизаветы королю и его матери. Когда же они донесли печальные известия до Карла, он немедленно отправился к Екатерине, дабы самому уведомить ее, не дожидаясь, пока она услышит это от придворных, — ведь новости при дворе распространяются очень быстро. Те, кто видел потрясение королевы-матери, нашел это зрелище душераздирающим. Лицо ее застыло, словно маска; не вымолвив ни слова, она оставила своих советников и помощников и уединилась в личной часовне.

Парадоксально, но они с Елизаветой стали близки лишь после отъезда дочери в Испанию. Екатерина часто писала молодой королеве, делясь с ней радостями и горестями. Вообще говоря, у Екатерины отсутствовал дар близости с детьми, пока они не уезжали далеко, и лишь тогда она позволяла себе раскрыть душу и излить затаенную любовь. Ко всеобщему удивлению, спустя несколько часов, королева вновь появилась перед советом, спокойная и сдержанная, заявив, что, несмотря на жестокую потерю, готова заниматься священным делом подготовки войны против гугенотов. Далее она еще сильнее поразила совет, объявив: если враг сочтет, что смерть Елизаветы ослабит связи между Францией и Испанией, то будет горько разочарован. «Король Филипп, конечно же, снова женится. У меня лишь одно желание — чтобы моя дочь Маргарита заняла место сестры». Екатерина подавила отчаяние из-за смерти Елизаветы, ибо долг перед умершим мужем, детьми и Францией всегда ставила превыше собственных чувств. Без всякого сомнения, она долго горевала об утрате любимой дочери, с которой была так близка, пусть только в письмах, но отказала себе в праве на открытый взрыв чувств ради более высокой цели — будущего всей династии Валуа. Эта женщина теряла самообладание крайне редко.

Филипп любил Елизавету и был безутешен, потеряв ее. Однако, освободившись от семейной связи с Екатериной, он не намеревался вновь восстанавливать ее и ясно дал понять, что брак с Марго даже не будет обсуждаться. Он презирал Екатерину за ее сношения с еретиками, называл французское правительство гнездом соглашателей и считал королеву-мать ответственной за все. Единственное, чего он хотел — предаться горю в одиночестве, не желая ничего слышать о союзе со свояченицей. Вскоре после этого возникли разговоры о женитьбе Филиппа на старшей дочери императора Священной Римской империи, Анне. Одновременно испанцы предложили, чтобы Карл женился на младшей дочери императора, Елизавете, а Марго вышла бы за короля Португалии. Пораженная, Екатерина писала Форкево, своему послу в Мадриде, что лишь брак между Марго и Филиппом поможет сохранить крепкий союз между Испанией и Францией. Кардинал де Гиз был тогда в Мадриде, выражая соболезнования безутешному Филиппу. Екатерине с трудом удалось сдержать собственнические порывы относительно брачных планов и понять, сколь бестактным было ее поведение. В конце послания она просила Форкево сжечь письмо сразу же по прочтении — обычный для нее способ сохранения тайны и безопасности.

Поминальную службу по испанской королеве провели 24 октября. Карл нарушил традицию, по которой монархи не присутствуют на подобных церемониях, и стоял, одетый в фиолетовое, рядом с матерью, укрытой обычной черной вуалью. Боль королевы-матери и печаль короля были очевидны и тронули всех. Но позволить себе горевать было слишком большой роскошью в тот час, когда будущее католицизма во Франции, да и самого дома Валуа были поставлены на карту. Екатерина собрала деньги из всех возможных источников, и сама, как бывало и прежде, щедро пожертвовала на общие цели. Она даже заложила драгоценности, оставленные ей незаконнорожденным «братом», давно убитым Алессандро. Козимо Медичи, герцог Флорентийский, страстно желая вернуть себе эти сокровища, торговался из-за их цены. Окруженная феодальными сеньорами, думавшими только о себе и своих интересах, с армией, которой руководил ее сын, семнадцатилетний желторотый юнец, при короле, слишком слабом, чтобы править долго, Екатерина — и это неудивительно — почувствовала себя изнуренной.

Суровая зима приостановила любые военные мероприятия. Одно сражение, уже запланированное, пришлось отложить, ибо гололед не давал кавалерии передвигаться и менять позиции. Ожидание принесло разговоры о мире, и настроение на совете изменилось в сторону компромиссов. Но на этот раз Екатерина жестоко подавляла все возможные рассуждения такого рода. Теперь победа должна быть окончательной. Алава, приехавший в Сен-Мор на аудиенцию, застал королеву в слезах и почти без сил. Она только что вернулась с заседания совета, продлившегося дольше обычного, из-за этого ей пришлось пропустить мессу, чего почти никогда не случалось. «Еще бы мне не выглядеть усталой, ведь я несу на своих плечах всю тяжесть правления, — сказала она послу. — Вы удивитесь, если узнаете, что сейчас произошло. Я не знаю, кому теперь можно доверять. Те, кого я считала полностью преданными королю, моему сыну, повернулись ко мне спиной и высказывают противоположные желания… Я возмущена поведением членов совета; все они требуют мира». В другой момент, снова поддавшись жалости к себе, королева-мать рассуждала о том, как повезло Елизавете Английской: «…все подданные королевства исповедуют одну с ней религию; во Франции же все иначе». Елизавета была бы польщена, окажись высказывания Екатерины верными, но в Англии многие волнения были еще впереди, ведь старой религии придерживалась значительная часть населения. Так или иначе, эти высказывания свидетельствуют о том, как было тяжело Екатерине в эти дни.

Королева продолжала работу и даже заплатила протестантскому принцу Оранскому, который привел большое войско в помощь гугенотам, чтобы он покинул страну. Это вызвало яростный протест со стороны испанского посла, хотя необходимого эффекта удалось добиться: большое число вражеских солдат покинули королевство. В Жуанвилле, фамильном гнезде Гизов, Екатерина нашла время для личных дел и попросила вдовствующую герцогиню Лотарингскую начать переговоры с императором, дабы устроить брак между Карлом и его дочерью Анной. Она надеялась получить ответ от императора Максимилиана, находясь в Меце, где проверяла ведение работ по фортификации, посещала цитадель и обходила бастионы. В числе прочих мероприятий по подготовке она посетила госпиталь — а это всегда было делом опасным — и вскоре после этого слегла с лихорадкой и болью по всей правой стороне тела.