Батьки Катерини - Лоренцо II, ді П'єро, де Медічі, герцог Урбінський (12 вересня 1492 - 4 травня 1519) і Мадлен де ла Тур, графиня Оверньская (ок.1500 - 28 квітня 1519) взяли шлюб у знак союзу між Королем Франції Франциском I і Папою Левом X, дядьком Лоренцо, проти Імператора Максиміліана I Габсбурга.
Молода пара була дуже рада народженню дочки, згідно літописцю, вони «були задоволені так само, як якщо б це був син». Але, на жаль, їх радості не призначено було тривати довго: батьки Катерини померли в перший же місяць її життя - мати на 15-й день після пологів (у дев'ятнадцятирічному віці), а батько пережив дружину усього на шість днів, залишивши новонародженої у спадок герцогство Урбіно і графство Овернь.
Після цього за новонародженою до своєї смерті в 1520 році опікувалася її бабуся Альфонсіна Орсіні.
Катерину виростила її тітка, Кларисса Строцці, разом зі своїми дітьми, яких Катерина любила як рідних братів і сестер все своє життя. Один з них, П'єтро Строцці, на французькій службі дослужився до маршальського жезла.
Смерть папи римського Льва X в 1521 році призвела до перерви влади Медічі на Святому престолі, поки в 1523 році кардинал Джуліо де Медичі не став Климентом VII. У 1527 Медічі у Флоренції були повалені, та Катерина стала заручницею. Клименту довелося визнати і коронувати Карла Габсбурга імператором Святий римський імперії взамін на його допомогу в поверненні Флоренції і звільнення юної герцогині.
У жовтні 1529 війська Карла V обложили Флоренцію. Під час облоги з'явилися заклики і погрози вбити Катерину і вивісити на міських воротах чи послати в бордель, щоб збезчестити її. Хоча місто і пручався облозі, але 12 серпня 1530 голод і чума змусили Флоренцію до здачі. Климент зустрів Катерину в Римі зі сльозами на очах. Тоді-то він і приступив до пошуку нареченого для неї розглядаючи багато варіанти, але коли в 1531 році французький король Франциск I запропонував кандидатуру свого другого сина Генріха, Климент відразу ж схопився за цей шанс: молодий герцог Орлеанський був вигідної партією для його племінниці Катерини.
ФРАНЦІЯ