Пассерини последовал ее совету и вместе с Ипполито и Алессандро через заднюю дверь спешно покинул дворец, когда толпа, ворвавшись через парадный вход, уже принялась грабить огромный дом. Представители народа запретили Катерине и ее тетке покидать город, предпочтя оставить маленькую герцогиню на положении заложницы на тот случай, если впредь возникнут какие-либо осложнения с папой Климентом.
Катерину заперли в монастыре Санта-Лючия, своими высокими стенами напоминавшем крепость. Ей отвели простую келью, единственным украшением которой служило распятие на стене, а из мебели были только кровать и стул. Ничего похожего на роскошь дворца ее предков. Вместо великолепной серебряной и хрустальной посуды — грубая деревянная ложка и оловянные миска с кружкой в мрачной трапезной. Отныне ее окружало враждебное молчание монахинь, прерывавшееся лишь бормотанием молитв. От всего этого на глаза Катерины наворачивались слезы отчаяния.
Однако тетушка Клариче, разлученная с племянницей, но не перестававшая хлопотать за нее, добилась, чтобы ее перевели в монастырь Санта-Кате-рина, условия пребывания в котором были менее суровы. Не успокоившись на достигнутом, донна Клариче обратилась к французскому послу с просьбой, чтобы тот употребил все свое влияние и добился от имени своего короля более гуманного обращения с бесценной заложницей, на которую имел политические виды и сам Франциск I. Трудно сказать, сколько еще тянулась бы эта тяжба, если бы помощь не пришла, откуда не ждали: в ноябре Флоренцию посетила чума, унеся 14 тысяч жизней, и 7 декабря 1527 года Катерину тайно, под покровом ночи, в целях безопасности перевели в монастырь Мурате, считавшийся более здоровым местом. Монастырь хранил добрую память о благодеяниях Лоренцо Великолепного, и здесь юной Катерине воздали добром за добро.
Это была аристократическая обитель, в которую поступали на воспитание или постригались в монахини представительницы наиболее знатных семейств Флоренции. Молитвы и труды там чередовались с приятным времяпрепровождением. Катерина проявила себя способной ученицей. Она чувствовала себя счастливой, окруженная заботой и любовью монахинь, видевших в ней с отцовской стороны внучатую племянницу двух пап, а с материнской — дальнюю родственницу Матильды, королевы Португалии, которая тремя столетиями ранее положила начало традиции ежегодно присылать в монастырь семь ящиков сахара, дабы подсластить и без того не слишком обременительную жизнь невест Христовых. И спустя десятилетия, уже будучи королевой Франции, Екатерина Медичи с теплотой душевной вспоминала время, проведенное среди монахинь Мурате.
9 декабря 1527 года, спустя два дня после прибытия Катерины в Мурате, Климент VII, переодевшись в лохмотья, сумел бежать из замка Святого Ангела. Вновь обретя свободу, он не помышлял ни о чем ином, кроме мщения. То, что Флоренция вновь восстала и в очередной раз изгнала его семейство, для него было еще более нестерпимо, чем разграбление Рима и последовавшие затем мытарства. Одержимый стремлением покарать мятежников, он пошел на секретное соглашение с Карлом V, обещая возложить на его голову императорскую корону, как того требовал обычай, и предлагая женить Алессандро на его внебрачной дочери и провозгласить их герцогом и герцогиней Флорентийскими, после того как город будет взят, а его республиканское устройство упразднено. Для этого он нанял за 30 тысяч флоринов и обещание отдать на разграбление Флоренцию тех же самых головорезов, которые незадолго перед тем разграбили Рим. Они шли под предводительством самого Климента VII, лично благословлявшего их на совершение того же преступления в отношении его родного города.
Флорентийцы содрогались от одной только мысли о восстановлении тирании Медичи и были полны решимости защищать свою свободу. Каждый вносил посильный вклад в подготовку города к войне. Под руководством Микеланджело укрепляли городские стены. Формировалось и вооружалось войско, создавались запасы продовольствия.
В сентябре 1529 года имперцы под командованием принца Филиберта Оранского приступили к осаде Флоренции. Во время этих бурных событий жизнь маленькой герцогини протекала в стенах монастыря Мурате. Когда вокруг города сжалось кольцо осады, Катерина стала объектом подозрений и ненависти флорентийцев. Под подозрение попали и сами монахини Мурате, в большинстве своем представительницы флорентийской аристократии. Один член Синьории предложил выставить Катерину на городской стене в качестве мишени для вражеских пуль, другой — отправить ее в бордель. К счастью, отвергнув предложения радикалов, Синьория решила перевести маленькую герцогиню обратно в монастырь Санта-Лючия, внушавший республиканским властям города больше доверия.
Ночью 30 июля 1530 года монахини Мурате были разбужены громким стуком в ворота их обители. С улицы доносились топот лошадиных копыт и грубые мужские голоса. Лишь после продолжительного стука по воротам и неоднократных требований открыть именем республики ворота монастыря отворились. Группа сенаторов во главе с Сильвестро Альдобрандини предъявила официальный ордер на выдачу им «девицы Катерины Медичи». Однако исполнить решение Синьории оказалось не так-то просто. Препирательства с монахинями, не желавшими расставаться со своей подопечной, затянулись, а применить силу в святом месте сенаторы не решались. Сама Катерина, побледнев, точно вкопанная стояла рядом с настоятельницей. Она понимала, что за стенами Мурате ее ждет неизвестность. Может быть, даже ее собираются убить под покровом ночи. Но и в свои 11 лет она способна была показать твердый характер. Глядя прямо в глаза Альдобрандини, она спокойным и решительным тоном напомнила о неприкосновенности монастыря, заявив, что добровольно никогда не покинет его стены. Если сенаторы готовы применить силу против беззащитного ребенка, вырвав его из святого убежища и тем самым грубо поправ священные законы, то пусть они запятнают себя подобным святотатством. Эти слова, столь неожиданно прозвучавшие из уст маленькой герцогини, как и проявленная ею решимость, произвели на сенаторов до того сильное впечатление, что они сочли за благо повременить с исполнением приказа, дабы получить новые указания от Синьории.
Когда на следующее утро они возвратились, пред ними предстала Катерина с постриженными волосами и в монашеском облачении. Было ясно, что невозможно применить в отношении ее насилие, не оскорбив религиозных чувств народа, собравшегося у ворот монастыря. Тогда сенаторы принялись уговаривать Катерину снять с себя монашеское облачение, но всё напрасно: ни уговоры, ни скрытые угрозы не могли заставить ее переменить решение. Эти препирательства продолжались более часа. Катерина, проявляя поразительное упорство и решимость, заявляла, что пусть все увидят, как монахиню силой увозят из монастыря. В конце концов достигли компромисса: было решено, что она поедет из монастыря в монашеском облачении. Попрощавшись с сестрами, ставшими для нее почти что родными, она села верхом на приготовленную для нее лошадь и в сопровождении сенаторов и вооруженной охраны, оттеснявшей напиравшую толпу, двинулась навстречу своей судьбе. Она была увезена из Мурате, чтобы вновь оказаться у сестер Санта-Лючии, пуританский и плебейский дух которых казался более благонадежным республиканскому правительству Флоренции.