Теплые отношения подруг постепенно перерастали во враждебные. Мадам Скаррон проявляла незаурядное искусство обольщения, два года «героически» сопротивляясь притязаниям Людовика XIV. Уступила она только тогда, когда окончательно убедилась, что король в нее безумно влюблен. В 1678 г., когда Монтеспан вернулась с курорта Бурбон-л’Аршамбо, где она находилась несколько месяцев, место, которое ей ранее принадлежало, уже прочно заняла бывшая подруга.
На полученные от короля 200 тыс. ливров новая фаворитка купила себе имение Ментенон, в сорока километрах от Версаля. Дворец в стиле ренессанса, построенный при Франциске I, был отремонтирован. Людовик XIV как-то назвал свою любовницу мадам де Ментенон, под этим именем она и вошла в историю.
Перемены в жизнь очередной любовницы короля внесла смерть 53-летней Марии Терезии летом 1683 г. Людовик XIV, казалось, был потрясен кончиной жены. В это трудно было поверить, хотя во имя собственного престижа внешне Людовик XIV соблюдал приличия: он изображал нежного супруга, неизменно проводившего ночи в семейной спальне. И королева, в свою очередь, была вынуждена любезно относиться к фавориткам мужа, принимать их у себя. Людовик не только полностью подчинил себе жену, но и бесконтрольно распоряжался ее личным состоянием.
После смерти Марии Терезии что-то надломилось в сознании Людовика. Король, устав от развлечений, преисполнился религиозного страха, боялся небесного наказания за земные грехи. Обстановка в Версале изменилась: придворные вели себя более сдержанно и осторожно. Впрочем, нравы при дворе остались прежними, просто, опасаясь гнева короля, трусливо скрывалось то, что раньше демонстрировалось открыто.
Монарх, вдруг сделавшийся богобоязненным, решил жениться на Ментенон. Тайное бракосочетание состоялось в 1683 г. в Версальской часовне. Брак мадам Ментенон остался для всех тайной, он не был узаконен и публично объявлен. Несмотря на все ее настояния, король не решился возвести на трон вдову поэта Скаррона. До самой смерти она так и осталась фавориткой.
Вскоре для Ментенон отвели четыре небольшие комнаты в Версальском дворце напротив апартаментов короля. Тщательно скрывая глубокую обиду, Ментенон на всех официальных церемониях вела себя как придворная дама, а не как королева. Казалось, она не претендовала на особое положение, жила в Версале скромнее, чем Монтеспан.
Отношения между супругами складывались необычно. Интимная жизнь короля претерпела существенные изменения. Франсуаза не обладала достоинствами молодости: она была на три года старше Людовика и холодна в постели. Вильгельм Оранский по этому поводу шутил: «Французский король — противоположность другим государям: у него молодые министры и старая любовница». Известный историк Луи Бертран писал: «Людовик XIV был разочарован. Новая супруга вступила в конфликт со всеми его вкусами, со всеми влечениями, со всем, что было свойственно его натуре. Невозможно представить себе супругов, столь отличных друг от друга. У нее не было никакой женской нежности. И к тому же ее едва ли можно было считать настоящей женщиной».
Франсуаза также переносила супруга с трудом. Эгоизм Людовика XIV не знал границ. В угоду своим желаниям он не считался ни с чем и ни с кем. Ментенон, больная, с высокой температурой и головной болью, должна была посещать балы, отправляться в различные поездки вместе с двором. Она боялась сквозняков — он настежь открывал окна в любую погоду. Она любила рано ложиться спать — он работал допоздна и непременно при этом хотел иметь собеседницу.
Ментенон вынуждена была не замечать любовные интриги своего супруга: более десяти лет продолжалась связь Людовика XIV с рыжеволосой красавицей Анной де Роан. Обладая богатейшим жизненным опытом, Франсуаза понимала, как легко потерять то исключительное положение, которое она занимала. Да и надежда официально занять место королевы ее никогда не покидала. Хотя Людовик и растерял свой юношеский пыл, он иногда еще позволял себе «пошалить», поэтому высоко ценил выдержку, спокойствие, такт и ум супруги.
Исследователи считали маркизу де Ментенон женщиной «амбициозной, ненасытной и скрытной». Идеал Ментенон — всеобщее обожание ее персоны: «Все хорошо, если это связано с ней; все отвергается, если делается без нее. Люди, дела, назначения, правосудие, помилования, религия — все без исключения в ее руках; король и государство являются ее жертвами. В одном только она не изменяла себе: в страсти к господству и властвованию».
Члены королевской семьи, министры, придворные через нее нередко обращались к королю. В Версальском дворце она сидела в кресле в присутствии Людовика, его сына — наследника престола, его брата, английских коронованных особ. При этом она избегала дорогих нарядов, не носила драгоценностей, одевалась со вкусом, но скромно, не по возрасту. Ее называли «дамой в черном», хотя платья черного цвета Ментенон носила редко — король этот цвет не любил.