Вскоре после родов принцесса вновь воспылала такой ненавистью к мужу, что просто мечтала его убить. Ее отправили на некоторое время на виллу Медичи Лапеджи, чтобы она успокоилась, но это не помогло. Маргарита Луиза написала Людовику XIV множество писем с просьбой позволить ей вернуться в Париж, но получила резкий отказ. После этого она писала жалобные письма своему бывшему любовнику Карлу Лотарингскому с просьбой ее навестить. Карл сжалился и приехал во Флоренцию, но это только ухудшило положение. После его отъезда Маргарита Луиза пыталась сбежать – но ее поймали и приставили к ней охрану. Герцог Фердинанд приказал перехватывать все ее письма, которые она продолжала писать бывшему любовнику до тех пор, пока не узнала о его женитьбе.

Через некоторое время, когда Фердинанду II снова надоели их скандалы, он сказал принцу: «Сын мой, Европа большая. Отправляйся в новую поездку и проведи там как можно больше времени». На этот раз путешествие казалось бесконечным: Козимо поехал в карете во Францию, Испанию, Португалию и Англию. В Испании его поразили завезенные из Мексики необычные растения с сочными листьями и прекрасными цветами: разнообразные виды кактусов, семена которых он немедленно закупил в большом количестве. В Португалии тогда выращивали экзотическую древесину из Бразилии: красный сандал, бразильский орех, орех кешью, муравьиное дерево и другие. Их семена он тоже купил и заказал вырастить в ботаническом саду Пизы, который открыл еще его прапрадед Козимо I Медичи.

Во Франции Козимо принимал сам «король-солнце» Людовик XIV, двоюродный брат его жены и дальний родственник его самого как внук Марии Медичи. Французскому королю было любопытно познакомиться с принцем Тосканским, которого кузина описывала как монстра: «Мой муж – чудовище, Бог его не хочет, а дьявол от него отказывается». Король с удивлением обнаружил, что этот «монстр» является умным, воспитанным, образованным человеком и к тому же приятным собеседником, прекрасно владеющим французским языком. Людовик XIV показал Козимо королевский ботанический сад и был просто поражен его глубокими знаниями ботаники и величайшим интересом ко всем растениям.

В Англии Козимо принимал король Карл II, сын Карла I и Генриетты Французской, внук Марии Медичи, кузен его жены и его самого. Там наследного принца поразили большие морские раковины необычной формы, множество которых он привез во Флоренцию. До этого в коллекции Медичи были только раковины и наутилусы из Тихого и Индийского океанов, которыми они украшали купол Трибуны в галерее Уффици, гроты в садах, и заказывали кубки и вазы. Козимо привез эти раковины из Англии и часть из них подарил своему другу, князю Корсини, который использовал их для инкрустации грота в своем саду.