Козимо тоже был очень привлекательный молодой человек с темными коротко стрижеными волосами, карими глазами и небольшими усами. Это был брак как по расчету, так и по большой любви. Козимо и Элеонора, действительно, очень любили друг друга и были неразлучны, кроме тех периодов, когда он отправлялся на войну. Она всегда плакала перед расставанием и просила мужа писать ей минимум по два письма в день. Герцог настолько доверял жене, что во время его отсутствия она подписывала за него важные государственные документы.

Их свадьба состоялась 30 июня 1539 года в церкви Сан-Лоренцо. Празднества, как всегда, были организованы с большим размахом. Сначала невеста с отцом, родственниками и придворными прибыли на виллу Поджо-а-Кайано, где невесту встречал герцог с матерью, дочкой и своими ближайшими подданными. Потом кортеж переместился во Флоренцию для венчания. Все родственники Элеоноры были размещены в апартаментах при монастыре Санта-Мария Новелла, где когда-то останавливались папы. Для невесты и ее испанских гостей была выделена отдельная большая часовня с фресками XIV века «Апофеоз и деяния доминиканского ордена», расположенная во внутреннем дворике монастыря. С тех пор ее называют капеллой Испанцев. Опять много дней длились банкеты, музыкальные представления, балет, спектакли в честь Карла V и отца герцога, Джованни делле Банде Нере, танцы, снова застолья, во время которых угощали всех, даже простых людей, вином и едой в изобилии. Козимо I передал в подарок дону Педро Толедскому 40 000 дукатов. Тот, в свою очередь, обеспечил за Элеонорой очень внушительное приданое, которое выражалось не только в деньгах, но и драгоценностях.

Флорентийцы сначала относились настороженно к испанской принцессе, она казалась им чужой, холодной и надменной. Но со временем они полюбили Элеонору и гордились своей герцогиней – такой красивой, модной, элегантной и утонченной, преданной своему мужу и своему народу. Знаменитая куртизанка-поэтесса Туллия Арагонская, которая жила тогда во Флоренции (она была родом из Рима, потом проживала в Венеции, Ферраре и Сиене), посвятила герцогине целый цикл прекрасных стихов, воспевающих ее красоту и добродетели. Элеонора была так тронута, что добилась от мужа разрешения для Туллии носить драгоценности и шелковые платья, которые проституткам были запрещены. И снять головной убор с желтой полосой, свидетельствующий о ее профессии. Благородная куртизанка превратила свой дом в салон, где собирались философы, писатели и поэты, и получила официальный статус поэтессы. Есть предположение, что именно с Тулии Тициан Вечеллио писал знаменитую картину «Венера Урбинская», но это не доказано.