22 января 1559 года в Париже сестра Елизаветы, одиннадцатилетняя Клод, обвенчалась с пятнадцатилетним Карлом III, герцогом Лотарингским. (Несовершеннолетние супруги пока остались жить при французском дворе). Затем пришла очередь и Елизаветы. На возобновившихся переговорах в Като-Камбрези испанский король неожиданно приказал своим послам заменить имя дона Карлоса на своё, когда речь пойдёт о браке с Елизаветой Валуа. Генрих II был озадачен и, одновременно, польщён. Конечно, он дал согласие.
12 марта 1559 года в Като-Камбрези он подписал договор с английской королевой Елизаветой, согласно которому за Францией, после уплаты 500 000 экю в течение восьми лет оставалась крепость Кале. А 3 апреля был утверждён очень невыгодный для Франции договор с Испанией, положивший конец итальянским войнам. Он предусматривал не только брак французской принцессы с Филиппом II, но и передачу Испании Тионвилля, части Люксембурга, Мариенбурга, Ивуа, Дамвилье, Монмеди, а также областей в Артуа и Шароле. Но особое недовольство и возмущение в народе вызвало то, что король решил одновременно выдать замуж свою сестру Маргариту за союзника испанцев герцога Эммануила Филиберта Савойского, поскольку она должна была вернуть в качестве приданого мужу Пьемонт и Савойю.
– И надо же было мадам Маргарите до тридцати шести лет хранить невинность, чтобы потом потерять её, разорив наше королевство! – роптали французы.
Таким образом, детство Елизаветы закончилось. Единственное, что омрачало его, это несчастный брак родителей. Поэтому принцесса твёрдо решила:
– Мой собственный брак будет обязательно счастливым!
Однако слухи, ходившие по всей Европе, о холодности Филиппа к первой супруге-португалке и о его, якобы, жестоком обращении со своей второй женой-англичанкой наполнили сердце юной Елизаветы если не страхом, то опасением. Недаром воспитание её будущего мужа было поручено священникам, убившим в нём самые лучшие порывы души в стремлении воспитать монарха, достойного звания «католического короля». Тем временем, получив после подписания договора в Като-Камбрези портрет своей очаровательной невесты, Филип II выказал такое нетерпение в стремлении как можно скорее жениться, что его фаворит Руй Гомес де Сильва с трудом убедил своего господина выдержать обычные шесть месяцев траура по королеве Марии Тюдор.