Прослышав новости о бегстве гугенотских вождей и их сравнении с «народом Моисея, спасшимся от тирании фараона», Екатерина пришла в ярость от такой библейской параллели. Королева заявила, что теперь единственной ее целью является «стереть гугенотов с лица земли, уничтожить, истребить, пока они… не сделали что-нибудь похуже». С начала августа она была объята мучительной тревогой — королевство на ее глазах стремительно скатывалось к анархии и, кроме того, ухудшалось здоровье короля. Отправившись под защитой более чем десятитысячного войска в Мадридский замок в Булонском лесу, Екатерина наблюдала, как слабел ее сын, терзаемый лихорадкой. Она не могла знать тогда, что у него открылась последняя стадия туберкулеза и приступы болезни будут становиться все чаще и все тяжелее. Ухаживая за ним, Екатерина получила вести, что папа Пий V учредил специальный налог с французского духовенства в помощь грядущей войне. Это спровоцировало окончательный раскол между ней и ее умеренным во взглядах канцлером, давним помощником и даже наставником. Теперь он очутился на совете почти в полной изоляции и был окончательно дискредитирован. Когда 19 сентября 1568 года он отказался поставить печать на приказах, основанных на папской булле, повелевающей отчуждать церковную собственность для подготовки к войне, кардинал Лотарингский утратил обычное хладнокровие, и его пришлось держать, чтобы он не набросился на Л'Опиталя. Несколько дней спустя канцлер покинул совет, сославшись на почтенный возраст, и отправился в свое поместье, сдав предварительно печати всех служб.

К середине августа 1568 года король начал медленно поправляться. Худой и изможденный, он присутствовал на заседаниях совета. Тут сама Екатерина слегла с тяжелым желудочным расстройством. На протяжении всей своей жизни она страдала от таких приступов, которые, вероятнее всего, были вызываны обыкновенным обжорством. Однажды она едва не погибла, поглотив чрезвычайно много «cibreo», одного из излюбленных ею флорентийских кушаний — сытной смеси куриных «пупочков», гузок, требухи и петушиных гребешков. Как только Екатерина и ее сын выздоровели, королевская семья покинула Мадридский замок, отправившись в любимейшую резиденцию Екатерины, Сен-Мор, неподалеку от Парижа. Атмосфера там стояла унылая, ибо совет готовился к войне. Герцог Анжуйский «бил копытом», собираясь вести армию к победе. Карл, ревновавший брата, ибо сам желал возглавить армию, наигрывал траурные мелодии на рожке, останавливаясь лишь затем, чтобы сплюнуть кровавую мокроту. Екатерина тем временем разрабатывала собственный проект относительно гугенотов — Сен-Морскую декларацию. Эдикт полностью запрещал все, что позволялось Амбуазским договором, и объявлял любую религию, кроме католицизма, вне закона.

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.