Такава дълбока религиозност, която не е необичайно явление във флорентинското общество през онази епоха, би била напълно безвредна, стига да не е законодателно регламентирана. Великият херцог е безмилостен към нарушителите на религиозните норми както по отношение на морала, така и на вярата. Опитва се да забрани на жените да участват в театрални представления, както и на мъжете да влизат в домове, в които има неомъжени момичета. Освен това херцогът издава редица страховити и крайни антисемитски заповеди. Забранява смесените бракове между християни и евреи; на християните се забранява дори да обитават едни и същи домове с евреите. Евреин, който спи с проститутка от нееврейски произход, се глобява 300 крони, а проститутката се наказва с публично бичуване с камшик, гола до кръста. През ноември 1683 г. на дойките християнки се забранява да кърмят еврейски бебета. Великият херцог се заема да обследва училищата и университета, та всяко нещо, което му се стори, че може да накърни ортодоксията, да бъде поставено извън закона. Той заповядва скулптурната група на Адам и Ева, дело на Бандинели, да бъде изнесена от катедралата, защото била непристойна.
Козимо се оженва за Маргьорит Луиз Орлеанска — племенница на френския крал Луи XIII и братовчедка на Луи XIV. От дипломатическа гледна точка това е отличен избор, който очевидно ще осигури продължаването на рода Медичи — проблем, който дълго владее мислите на Козимо. „Тя ще даде разкошни плодове, ще бъде утеха за старините ви и ще спомогне за пребъдване на поколението на Ваше Височество“ — му казват приближените.
На практика обаче трудно може да бъде посочен пример за по-неподходящ брак от този между Козимо Медичи и Маргьорит Луиз. Женихът е суров и навъсен човек, толкова чужд на физическата близост с жените, че някои го смятат за хомосексуалист. „Той спи при жена си, но само веднъж седмично, и то под лекарско наблюдение да не би твърде продължителният му престой там да навреди на неговото здраве“ — пише принцеса София Хановерска. За разлика от него съпругата му е красива, много весела, енергична и като дъщеря на Гастон д’Орлеан — горда, упорита и егоистка.
Омъжена чрез посредник в парижкия Лувър, тя се отправя към Италия по море и е посрещната тържествено от новите ѝ поданици с една скъпо струваща, прекрасна церемония. Но Маргьорит Луиз не си прави никакви илюзии: принудена е да се раздели в Париж със своя любовник, принц Шарл Лотарингски, винаги е искала да стане кралица, а не велика херцогиня и освен това не харесва страната, в която е заставена да живее. Според нея флорентинците са ограничени и скучни хора, а съпругът ѝ е просто непоносим. Бащата на Козимо отпраща френската прислуга на младоженката и използва всички възможни средства тя да изпълни своя съпружески дълг — раждането на наследника Фердинандо, което става през 1663 г.
Но бъдещата велика херцогиня все още не се е примирила със съдбата си. Изпращат я да се поуспокои в Поджо ла Каяно, където тя се среща и споделя пред френската кралица, че е „лишена от всякакви удобства и е жива погребана в ужасна самота“, въпреки че фактически е заобиколена от многолюден двор. Посещението на бившия ѝ възлюбен, Шарл, не я примирява с положението ѝ на съпруга, макар че на практика сватбата на Шарл слага край на връзката им. Когато установява, че пак е бременна, Маргьорит се опитва да прекъсне изкуствено бременността, но дъщеричката ѝ Ана Мария все пак се ражда през август 1667 г. Тогава младата херцогиня вдига скандал, настоявайки да ѝ бъде разрешено да се завърне във Франция. След като вече не споделя леглото на своя съпруг, братовчед ѝ Луи XIV, ѝ прави забележка да се овладее. Козимо е изпратен на няколко доста скъпи пътувания зад граница, с напразната надежда, че след дълго отсъствие сърцата се привързват повече. Двамата съпрузи наистина възобновяват семейните си отношения, но само в рамките на общи разговори. Все пак на 24 май 1671 г. им се ражда трето дете, Джан Гастоне. След това великата херцогиня най-сетне успява да постигне своето и на 12 юни 1675 г. напуска Тоскана, за да отпътува за Франция и никога повече да не се върне обратно.