Поскольку ее любовник был уже женат на угрюмой и набожной эрцгерцогине Иоанне Австрийской, Бьянка вскоре оказалась в центре еще более громкого скандала, чем тот, который она вызвала в Венеции. Франческо тем временем, не обращая никакого внимания на гнев своего отца, назначил мужа Бьянки членом своего двора и даже безуспешно пытался (через посредничество постоянного представителя Флоренции в Венеции и папского нунция) добиться для Бьянки помилования и примирения с родителями. В 1574 г. Козимо умер; примерно в то же время смерть настигла и Пьетро Бонавентури – правда, он умер при менее возвышенных обстоятельствах, будучи убитым в уличной драке (вероятно, с ведома Франческо, но не по прямому его приказу). Франческо стал великим герцогом Тосканским. Он немедленно поселил Бьянку во дворце рядом с собственным, и в течение следующих четырех лет она постоянно появлялась с ним на людях в качестве официальной любовницы, что глубоко унижало меланхоличную Иоанну, которая искала утешения во все более долгих и частых молитвах.
Однако Франческо явно не оставлял великую герцогиню совсем уж без внимания: весной 1578 г. она умерла в родах. Меньше чем через два месяца, 5 июня, Франческо и Бьянка поженились, однако об их бракосочетании официально объявили лишь год спустя – отчасти из-за необходимости соблюсти традиционный траур. Таким образом, великий герцог лишь в июне 1579 г. отправил особого посла к дожу да Понте с сообщением об этом событии, к которому присовокупил особую просьбу: чтобы Венеция выразила радость и удовлетворение по поводу этого брака, объявив его жену Дочерью республики. Эту просьбу повторила и Бьянка в своем письме, в котором она выражала радость по поводу более тесных связей между Тосканой и Венецией, которые, несомненно, возникнут благодаря этому браку, а также решимость полностью отдаться исполнению двух ролей, которыми она равно гордится: любящей супруги великого герцога и верной дочери Венецианской республики.
Можно было бы предположить, что просьба одним росчерком пера возвысить преступницу до высочайшего титула, который республика могла даровать женщине, не имеет шансов быть удовлетворенной. Однако сенат почти без колебаний одобрил этот шаг, одновременно присвоив отцу и брату Бьянки звание кавалера и сделав их членами высокой делегации, которую возглавил патриарх Аквилейский – в октябре следующего года эта делегация должна была представлять республику во Флоренции, на долго откладывавшихся публичных празднествах по случаю бракосочетания. В ответ молодая герцогиня сдержала слово и в течение следующих восьми лет не забывала о своем венецианском происхождении и пользовалась любой возможностью, чтобы действовать в интересах своего родного города.
Однако у Бьянки и ее мужа были враги во Флоренции, самым опасным из которых являлся ее деверь Фердинандо Медичи, в возрасте четырнадцати лет ставший кардиналом; поскольку у Франческо не было сыновей, Фердинандо оказался наследником трона. Неспособность Бьянки подарить мужу сына была для нее источником постоянной тревоги. В 1576 г. она сымитировала беременность и роды, объявив своим младенца, которого тайно принесли в ее дом, однако ее муж раскрыл обман; теперь, десять лет спустя, она попыталась повторить тот же трюк, но столь же безуспешно. Это была ее последняя попытка; к концу следующего года и она, и ее муж были мертвы.
Тот факт, что Франческо и Бьянка оба умерли во цвете лет с промежутком всего в два дня и что, несмотря на взаимное недоверие между братьями, кардинал Фердинандо как раз находился у них с визитом, неизбежно привело к обычным домыслам и подозрениям. Ходили мрачные слухи об отравленном пироге – одни считали, что его приготовили по приказу Фердинандо, другие утверждали, что отраву приготовила Бьянка для своего деверя. Согласно второй версии, подозрительный кардинал намеренно дал брату попробовать пирог первым; увидев, как муж бьется в предсмертной агонии, охваченная ужасом Бьянка тоже схватила кусок пирога и в приступе самоубийственного отчаяния проглотила его. Мы бы охотно поверили в подобную развязку в духе Шекспира, однако следует признать, что при вскрытии, которое Фердинандо немедленно распорядился произвести в присутствии родственников Бьянки и придворных врачей, не было обнаружено никаких следов яда. Сейчас считается, что причиной обеих смертей почти наверняка стала малярия.
Несмотря на то что новый великий герцог поспешил сообщить венецианцам о понесенной им «трагической двойной утрате», он не позволил похоронить Бьянку рядом с мужем. Ее тело завернули в саван и бросили в общий ров. Фердинандо также приказал убрать ее семейный герб отовсюду, где он был изображен, и заменить его гербом первой жены Франческо, Иоанны. Любой траур по ней запрещался; из уважения к чувствам Фердинандо так же поступили и в Венеции.