Брачный контракт был подписан в январе 1661 года, церемония бракосочетания (заочная) была намечена на апрель. В ту пору королевские бракосочетания радикально отличались от нынешних и даже в лучшие времена порождали, должно быть, немалые психологические трудности.
По заключении этого заочного брака Маргарита Луиза должна была проследовать в Италию, почувствовать вкус замужней жизни и только потом познакомиться с мужем.
С самого начала Маргарита Луиза страстно противилась будущему замужеству. В марте 1661 года умер кардинал Мазарини, после чего герцогиня Орлеанская сразу же обратилась к королю с просьбой расторгнуть этот брак. Людовик XIV и слышать ничего не хотел. Тогда Маргарита Луиза сама отправилась к нему и, упав на колени, умоляла не заставлять ее выходить за Козимо. Но король оставался непреклонен, заочный брак был торжественно «отпразднован» в Лувре, и Маргарита Луиза, «рыдая у всех на глазах», отбыла во Флоренцию. Юной девушке и впрямь выпал тяжелый жребий, и упрямый характер только усугублял его. Ненадолго она ожила, лишь когда в Марселе проводить ее неожиданно для всех появился Шарль Лотарингский, но в конечном итоге от этого стало только хуже. Когда Маргарита Луиза отплывала на украшенной гирляндами и разноцветными лентами галере в Ливорно, происходящее могло показаться сказкой, только с дурным концом.
Вернувшись во Флоренцию, Фердинандо II с удовлетворением отметил, что в поведении его сына произошли некоторые перемены. Козимо начал следить за своей внешностью и даже, готовясь к встрече с женой-француженкой, одевался теперь по французской моде. Но даже и за этой маской трудно было скрыть угрюмого и полного девятнадцатилетнего юношу с тяжелыми, как у всех Медичи, веками и губами в форме луковицы.
Молодые впервые увидели друг друга 15 июня на вилле Амброджина, в пятнадцати милях от Флоренции, где Медичи охотились. Это было невеселое свидание: угрюмый вид Маргариты Луизы обескуражил Козимо, он даже не смог себя заставить поцеловать жену. При всех недостатках характера и мужа, и жены, трудно в этой ситуации (которая раз за разом повторялась во всей Западной Европе) не посочувствовать им обоим.
Таковы были эти персонажи, которым предстояло сыграть главные роли в самом ярком представлении, которое когда-либо разыгрывалось на флорентийской сцене. Празднества в городе, каждая улица которого была соответствующим образом украшена ввиду предстоящего события, начались через пять дней после прибытия Маргариты Луизы. За минувшие полтора столетия, со времени торжественного въезда во Флоренцию папы Льва X, город не выглядел так празднично. На пьяцца Сан-Галло поставили ряды скамеек, через улицу, ведущую к собору, перебросили триумфальные арки. Вслед за швейцарскими гвардейцами, в черной тунике, украшенной сверкающими бриллиантами, на площадь въехал Козимо. Его сопровождали сто оруженосцев в мундирах, расшитых цветами Медичи. За этой процессией, в открытом экипаже с белыми мулами в упряжке, ехала Маргарита Луиза. На ней было свадебное платье с серебряными нитями, на котором выделялись «бриллианты и сорок конусообразных жемчужин, прикрепленных к плечу с помощью еще двух, каждая величиной с небольшое голубиное яйцо». Защищал невесту от солнца большой золотистый балдахин, также украшенный жемчугами, — несли его, высоко подняв, тридцать два молодых человека, отпрыски старинных флорентийских семейств. Процессию сопровождали не менее трехсот экипажей с остальными представителями тех же самых кланов. Жених и невеста ступили на землю и направились к собору, где у входа на них прыснул святой водой епископ Фьезоле; в ту же самую минуту два больших хора запели «Те Deum». На протяжении всей церемонии отекшее лицо жениха было совершенно бесстрастным, невеста также не могла выдавить из себя даже подобия улыбки.
После венчания флорентийцы отмечали это событие так, как умеют только они; празднества продолжались без перерыва все лето. Гонки на колесницах, проходившие на пьяцца Санта-Мария Новелла, сменялись рыцарскими турнирами на пьяцца Санта-Кроче; за конными скачками следовала целая ночь фейерверков; а в промежутках — костюмированные балы палаццо Питти по мотивам древнегреческих легенд и с участием исторических героев. Даже на Маргариту Луизу произвел впечатление один роскошный маскарад, разыгранный в присутствии двадцати тысяч зрителей, заполнивших амфитеатр садов Боболи, — сцены из исторических сюжетов, танцовщики выделывают антраша на лошадях, а в финале всего представления появляется в инкрустированных драгоценными камнями доспехах сам Козимо в обличье Геркулеса. Но стоило празднествам закончиться, как Маргарита Луиза погрузилась во все увеличивающееся уныние, а Козимо замкнулся в своем обычном постном благочестии. Дворцовые слуги шептались даже, мол, муж с женой настолько терпеть друг друга не могут, что даже не спят вместе. Впрочем, это только сплетня, ибо на третьем году замужества Маргарита Луиза родила сына, которого назвали Фердинандо.
А вот потом брак действительно фактически распался. Маргарита Луиза делала все от нее зависящее, чтобы оттолкнуть от себя Козимо, а он, своим чередом, целиком погрузился в молитвы, находя в них единственное утешение. Однажды, когда он вошел в спальню жены, та схватила стоявшую на ночном столике бутылку и пригрозила разбить ее о череп мужа, если он немедленно не оставит ее покои. Маргарита Луиза окружила себя французскими слугами и чуть не каждую ночь меняла спальню, чтобы муж не мог найти ее, — благо их в огромном дворце было величайшее множество. Какое-то время назад она вынудила Козимо подарить ей драгоценности из казны Медичи, являющиеся собственностью короны, и сразу велела слугам переправить их во Францию (Фердинандо I удалось перехватить посланцев еще до того, как они достигли побережья). После рождения ребенка Маргарита Луиза засыпала Людовика XIV письмами, умоляя его воздействовать на папу, чтобы тот согласился на расторжение брака. В ответ король велел ей замолчать и не утомлять его далее такими просьбами. Тогда она написала Шарлю Лотарингскому, заверяя в своей неизменной любви и призывая навестить ее во Флоренции. В конце концов он сжалился над ней и нанес краткий визит, результатом которого стал лишь поток любовных посланий, сопровождавший его на всем обратном пути во Францию. Слухи о происходящем дошли до Фердинанда II, и он велел перехватывать отныне письма невестки. В 1667 году Маргарита Луиза вновь забеременела и в надежде избавиться от плода принялась, что ни день, подолгу скакать на лошади. Это не помогло, и в августе 1667 года она родила дочь Анну Марию Луизу.
Но ничего не изменилось. У Маргариты Луизы вспышки ярости перемежались долгими полосами уныния, а Козимо почти все время молился, получая, кажется, удовольствие лишь от обильной еды. Наконец Фердинандо II все это начало надоедать, и, в стремлении обрести покой, он предложил сыну отправиться в долгое путешествие по Европе — одному. Помимо отдохновения от семейных свар, это даст ему возможность завести полезные знакомства, что понадобится, когда он сам станет великим герцогом.
Таким образом, в 1668 году Козимо совершил продолжительную поездку по Австрии, Германии и Нидерландам, но с его возвращением домой ничего не изменилось, и на следующий год Фердинандо II отправил его в новое путешествие, на сей раз в Испанию, Португалию и Лондон. Его появление в английской столице было отмечено в дневнике Сэмюэля Пипса, которому Козимо показался «приятным на вид, полным мужчиной в траурном платье». Козимо был принят королем Карлом II и сам устроил несколько пышных приемов для лондонской знати, на которых присутствующие — судя по их собственным признаниям, — как и сам хозяин, весьма приятно провели время. На пути домой через Францию Козимо остановился в Париже, где, по отзывам, «с блеском рассуждал на самые разные темы и обнаружил близкое знакомство с образом жизни всех европейских дворов». Судя по всему, эти поездки все же во многом переменили Козимо, новое окружение заставило его отказаться от скучного благочестия и просто наслаждаться жизнью. Но эта светлая интерлюдия продолжалась недолго: вскоре после возвращения из второго путешествия по Европе умер его отец Фердинандо II. Великим герцогом Тосканы стал его двадцативосьмилетний сын Козимо III.
К удивлению двора, свое правление новый государь начал с осуществления финансовой реформы, призванной оживить застойную экономику Тосканы. План был смелый, но выяснилось, что осуществить его труднее, чем казалось поначалу, и Козимо II обратился за советом к своей матери Виттории. Убедившись, что сын постепенно утрачивает интерес к государственным делам, властная Виттория постепенно прибрала вожжи управления Тосканой к своим рукам, и по прошествии недолгого времени даже заседания кабинета министров великого герцогства стали проводиться в ее личных апартаментах.