但凯瑟琳又急于与西班牙和平相处，她认为，要解决这些争议，最好是与西班牙国王见上一面，1563年底，教皇就有建议让他们会晤，希望形成同盟来消灭异端，腓力二世却拒绝了，他担心此举会引起新教诸侯的疑心，导致一场宗教大战。1564年冬季，新上任的西班牙大使与凯瑟琳就此进行一番长谈。
　　凯瑟琳对大使说：“很明显，西班牙国王并不想见到我。”大使答道：“那完全是因为您，夫人，您不让他知道会面时您想讨论什么内容。”接着他又说，这场见面会引起很大猜疑，他想知道为此能得到什么好处。凯瑟琳讽刺地说：“大使先生，您好像认为，我们一会面，全世界都要震动。”大使道：“噢，对这种会晤所面临的危险不可能视而不见。”凯瑟琳打断他的话道：“只要我们一见面，宗教问题很有可能解决。”她许诺说她会尽力“一点一点”地把它纠正过来。“一点一点！”大使嚷道，“这正是我们国王所担心的。”

　　腓力二世会面的计划受阻后，凯瑟琳转向另一个计划，决定带着国王进行一次全国巡游，了解一下全国的情况，把新君介绍给民众，同时国王的巡游也能平息许多地方纷争。她希望到达南方时，能说服腓力二世在边界与她见面。
　　1564年3月，她带上宫廷的全体人员及全部王室成员，浩浩荡荡地出发了，其中包括纳瓦尔国王安托万的儿子亨利，内战结束后他就被送往宫廷接受天主教教育，也有他未来的妻子玛戈。这一出行，便是26个月。他们走遍全国各地，沿途受到群众欢呼，也看到因战乱带来的荒凉。
　　巡游期间，凯瑟琳还进行了多次会晤，在洛林会见了女儿女婿洛林公爵夫妇；在南锡，会见了巴登侯爵和萨克森的约翰•威廉的代表。在多菲内，与萨伏依公爵和夫人玛格丽特公主进行了长谈。在阿维尼翁，她会见了教皇的一位心腹。在鲁西荣，她发布一道诏书，呼吁各宗教尊重其他信仰的自由。
　　1565年6月3日，宫廷到达巴约讷，凯瑟琳在这里满怀欢欣地等待与长女，西班牙王后伊丽莎白相见。
　　巴约讷旁边有一条河，是西班牙与法国的界河，凯瑟琳在其旁支起一个漂亮豪华的大帐篷。6月10日，伊丽莎白在三百名西班牙王室卫队弓箭手的护送下，从西班牙那边的河岸上了船，船行至中心与法国的船只相遇，查理九世与姐姐拥抱着，把她引到法国的船上。伊丽莎白与阔别数年的母亲和弟弟妹妹们见面，自然是一番悲喜。接下来便是一场场的宴会，法西两国比赛着豪华程度。

　　在这一派繁华热闹的场面背后，凯瑟琳与陪同王后前来的阿尔瓦公爵进行了连续数日的秘密会谈，从6月14日直到7月2日。
　　这次巴约讷会晤，是她此行的重要安排。
　　腓力二世一直不愿与凯瑟琳会晤，但形势所迫，他需要法国的帮助，这主要是因为尼德兰问题，这时尼德兰的新教力量已经蠢蠢欲动，腓力二世一向采用严酷手段对待新教，越发激起人们不满，而法国毗邻尼德兰，法国国内的新教力量发展，势必会壮大尼德兰地区新教的势力。因此他希望敦促法国取消昂布瓦斯诏令，压制新教，逮捕新教首领，或把新教徒赶出国，同时接受特兰托公会议的决议。他最终决定让伊丽莎白王后与其母凯瑟琳会面。

　　腓力二世觉得说服凯瑟琳并不难，因为他听到蒙吕克的报告，按蒙吕克的估计，法国的新教徒只占六分之一，因此把新教徒赶出国，事情就解决了。他还向腓力二世保证说，王太后正准备这样做。
　　等阿尔瓦公爵作为腓力二世的代表与凯瑟琳会谈时，腓力二世才发觉，要么是他被蒙吕克忽悠了，要么是蒙吕克被王太后忽悠了。从蒙吕克简单的头脑来看，后一种的可能性远大于前一种。
　　多亏了那位爱向主子写报告的阿尔瓦公爵，让我们对两人谈话内容有了比较详细的了解。
　　阿尔瓦公爵发现，他与法国方面的谈话，往往驴唇不对马嘴，怎么也说不到一块，双方想要的，完全不是一回事。对除去新教一事，法方表现得很不热心。比如，阿尔瓦公爵对法王说，上帝选择用他的手来完成净化惩戒这一伟大工作，年轻的查理九世断然拒绝道：“不，不要考虑武力，我不愿像上次战争那样毁坏我的国家。”
　　阿尔瓦公爵接着想逼王太后表明态度，他对王太后说，法西两国在新教方面受的影响同样深，因为它在法国的发展势必会扩散到西班牙，他的主人认为他的王位和生命都因而受到威胁，所以他的主人希望把这个邪恶团体赶出法国。
　　可凯瑟琳“对宗教问题非常冷淡，只关心她孩子们的婚事。”她回答说，要解决宗教问题，再没有比通过婚事把两个家族联系到一起更好的了。比如“把我的小女儿玛格丽特嫁给西班牙王位继承人唐卡洛斯，让我次子奥尔良公爵迎娶葡萄牙公主，西班牙国王再给他们一个国度封他们为国王王后。”
　　阿尔瓦公爵感到：“王太后就这个话题表现出的机敏和老练胜过我所见过的任何人。” 两人继续较量着，阿尔瓦公爵坚持着要在法国根除异端，凯瑟琳坚持她孩子的婚事。
　　凯瑟琳说，如果西班牙国王给她次子安排婚事，再给他一个封国，她就会解决宗教方面的事情。阿尔瓦说，在法国真正为压制异端做些实质性的事情之后，有充足时间谈论这些婚事。
　　这场拉锯战持续到会谈结束，双方都没达到目的，阿尔瓦公爵非常不满地准备离开巴约讷，他相信自己完全失败了，“除非有上帝帮助。”
　　可就在伊丽莎白与母亲弟妹流泪告别的时候，凯瑟琳似乎又改了主意，事情突然有了转变，西班牙大使向腓力二世报告说：“如果阿尔瓦公爵在这里达成的协议得以实施，那会是为上帝，为陛下所做出的最好的服务。”

　　从这个报告可以猜测，凯瑟琳同意了西班牙的几项要求。
　　可接下来西班牙大使又有苦恼了，巴约讷会晤的次月，凯瑟琳再次提出要先完成婚事再履行承诺，西班牙大使不同意，说承诺时并没有把婚事当成先决条件。
　　五个月后，1566年1月，西班牙大使又报告，他责备王太后让科利尼来宫廷，王太后说科利尼深谙政事，她需要他协助。大使答道：“您对我主人的承诺，一个都没有兑现。”
　　又过了一个月，他再次报告：他埋怨王太后让科利尼控制一切，她没有实施“在巴约讷就法国宗教问题达成的协议。”此外，她还没有废除“有害的诏令（昂布瓦斯）”，下一个月他报告：既然王太后一再推迟在宗教方面做出的承诺，到了不可忍受的地步，腓力二世应给她写一封措词强烈的信件，或让王后来写。
　　到了六月份，大使怀疑，王太后是在捉弄他。下一个月，他报告王太后又回到原来的条件“先婚事再纠正宗教。”他反对，“她非常恼火。”
　　凯瑟琳一方面答应西班牙镇压新教，一方面又反复找借口推托不做。这种模棱两可的态度不仅让当时的西班牙摸不着头脑，也让后来的历史学家议论纷纷，不知她是真心要和西班牙合作消灭新教呢，还是仅仅做样子，圣巴托罗缪屠杀发生之后，胡格诺教徒坚信早在巴约讷会谈时就定下了这个屠杀计划，但从后来发现的阿尔瓦公爵的信件中，显示并非如此。我觉得结合凯瑟琳对宗教的观念和之前的所做所为，她的态度并不奇怪，在她内心，并没有那么顽固的天主教正统思想，她不认为新教罪大恶极，非消灭不可，为了保持国内安定，她认为应对之加以容忍。但另一方面来说，她毕竟是天主教徒，要表现出维护天主教的姿态，尤其是她希望西班牙和平相处，希望与西班牙联姻来巩固和平，在这种情况下，她不敢贸然拒绝西班牙的要求，只得敷衍了事。

　　巴约讷会晤没达成实质性结果，但对后来事态的发展仍产生了影响。那就是，虽然双方为了避免新教的疑心，采取了秘密会晤的方式，但没有不透风的墙，这件事还是惊动了新教徒，他们怀疑凯瑟琳要与西班牙联合对付新教，这为后来的第二次宗教战争埋下隐患。