При дворе императора Карла V Франциск Борджиа вырос и получил прекрасное образование. Они вместе с Екатериной Австрийской учились у очень строгого, но прекрасного преподавателя маркиза Дения. Франциск в основном изучал религию и философию. Он провел три года в замке Тордесильяс, а потом инфанту Екатерину в 1525 году выдали замуж за ее двоюродного брата короля Португалии Жуана III Благочестивого. Франциск по желанию отца не последовал за Екатериной Австрийской в Португалию. Вместо этого он вернулся в Сарагосу к своему дяде Хуану Арагонскому и продолжил у него учебу.
Время шло, Франциск вырос и превратился в красивого, учтивого и воспитанного молодого человека. Его дядя Хуан видел, что он слишком усердствует в изучении религиозных наук. Тогда он познакомил Франциска с молодыми людьми, которые стали его друзьями и немного отвлекали юношу от учебы похождениями по кабакам и девушкам. Молодость дала свои плоды, и Франциск Борджиа тоже не удержался. Он потерял свою девственность в компании молодой и горячей испанки.
Испания тогда процветала, владения 27-летнего Карла V были настолько обширны, что он с гордостью говорил: «В моем королевстве никогда не заходит солнце!» Император разбил войска французского короля Франциска I при городе Павия и захватил его в плен. Но монарх освободился, предложив в заложники своих малолетних сыновей Франциска и Генриха. Затем французский король основал Коньякскую лигу, в которую входили Венеция, Флоренция, Милан и Папская область. Но это не принесло удачи – лига проиграла все сражения с ландскнехтами Карла V. Войско императора прошлось по территории всей Италии, включая Рим, оставляя везде разрушения и пожары.
В мае 1527 года супруга Карла V императрица Изабелла Португальская родила наследника, которого назвали Филипп. Это был будущий король Испании Филипп II. Тогда отцу Франциска пришла в голову идея отправить сына служить ко двору императора, который находился в городе Вальядолид. Франциск Борджиа отправился туда в феврале 1528 года. А по дороге произошла встреча, которая повлияла на всю его жизнь. Недалеко от Мадрида Франциск увидел мужчину лет сорока, который был закован в цепи. Инквизиторы тащили его в тюрьму, как какого-то преступника. Франциск приостановил коня, заглянул в глаза узника, и его сердце переполнилось жалостью. Юноша спросил имя пленника и ему ответили, что его зовут Игнатий де Лойола. Это был будущий основатель ордена иезуитов.
Ко двору императора Франциск прибыл через несколько дней. По дороге он никак не мог забыть ту встречу с узником, перед его глазами постоянно вставало лицо Игнатия и его страдающие глаза. Франциску было тогда 18 лет, он был молодым, красивым и хорошо воспитанным молодым человеком. Своими манерами, учтивостью и честностью юноша быстро завоевал доверие Карла V и его супруги. Так началась его жизнь при дворе императора. Постепенно Франциск Борджиа стал главным руководителем двора, советником императрицы и наставником наследника престола принца Филиппа. Франциск очень нравился молодым фрейлинам императрицы – между собой они только и говорили, что о нем.
Однажды, возвращаясь с охоты, юноша увидел в саду дворца молодую компаньонку Изабеллы всю в слезах. Она оплакивала огромную умирающую собаку, лежавшую у ее ног. Девушку звали Элеонор де Кастро, она была португалкой и одной из самых привлекательных фрейлин императрицы. Франциск остановил коня, спустился на землю и спросил, что произошло. Элеонор, плача, объяснила, что любимый пес защитил ее от дикого зверя, который неожиданно появился в саду. Животное ранило собаку, и теперь она умирала. Молодой человек утешил девушку, как мог, вызвал слуг и распорядился похоронить бедного пса.
Эта встреча изменила всю его жизнь. Молодые люди начали встречаться и постепенно полюбили друг друга. Элеонор была дочерью дон Альваро де Кастро, генерал-капитана Африки, и доньи Изабель де Мело Баррету и Менесеш. Она была благородного происхождения и с детства дужила с императрицей Изабеллой, которая, узнав об их любви, принялась хлопотать о помолвке. Отец Франциска Хуан сначала был недоволен, что женой сына станет иностранка. Но пойти против воли императрицы он не смел, поэтому в июне 1529 года молодые люди поженились. Хуан подарил сыну часть своей земли Ломбай, которую Карл V превратил в маркизат. Потом император назначил Франциска Борджиа своим главным конюхом и начальником охоты. А Изабелла сделала Элеонор главной придворной дамой. Все в их жизни складывалось как нельзя лучше.
Вскоре у Франциска и Элеонор родился первенец, которого они назвали Карлом в честь императора. Его крестными были императрица Изабелла и 3-летний принц Филипп вследствие отсутствия самого Карла V. Тот был занят очень важным делом – 24 февраля 1530 года его короновал в Болонье сначала как короля Италии, а потом как императора Священной Римской империи Папа Климент VII Медичи. Император отсутствовал долго, его войско осаждало Флоренцию. Это была ответная услуга императора понтифику за коронацию.