Le 28 février 1518, la reine Claude de France met au monde son premier fils. Prénommé François comme son père le roi-chevalier, l’enfant est titré dauphin de France. C’est sur lui que reposent les espoirs de la dynastie. De par la mort de sa mère en 1524, François hérite du duché de Bretagne. En 1525, François Ier perdit la bataille de Pavie et est fait prisonnier par Charles Quint. Le roi ne peut regagner la France qu’en laissant en Espagne deux précieux otages : les princes royaux François et Henri. Les deux frères y resteront de 1526 à 1530. Très heureux de revoir enfin son fils aîné, François Ier le couvre d’éloge au détriment du cadet le jeune duc d’Orléans. En 1530, le roi de France se remarie avec Eléonore de Habsbourg, soeur de Charles Quint. C'est à cette date que l'on prévoit également une union entre le dauphin François et l'Infante du Portugal Maria, fille qu'Eléonore a eu de son premier époux, le roi Manuel Ier. Le fils aîné de François Ier semble avoir hérité de la joie de vivre et du charme de son père. Bon envers les autres, ses futurs sujets ne peuvent s'empecher de le comparer à Louis XII et de le surnommer "le père du peuple". En 1532, François et couronné duc de Bretagne par Yves Mahyeuc mais ne gouverne pas le duché de la défunte Claude de France, le roi en ayant l’usufruit jusqu’à sa mort. A l’image de son père, François prend une maîtresse, Mlle de l’Estrange. On dit qu’elle a bon cœur, qu’elle belle comme un ange. Bref, le dauphin est charmé. A la fin du mois d’octobre 1535, le roi apprend que Francisque Sforza, dernier duc de Milan, vient de mourir sans héritier et décide de prendre la Savoie par les armes. Il envoie en tête des troupes le dauphin François et le prince Henri duc d’Orléans. François Ier doit une fois de plus combattre Charles Quint qui convoite également la Savoie.

C’est au cours de la guerre que le roi de France apprend la mort du dauphin le 10 aout 1536. Son fils n’est pas décèdé lors de la bataille mais à Lyon après avoir bu un verre d’eau glacé. De suite, François Ier est persuadé que son héritier a été empoisonné sur ordre de Charles Quint. Il fait arrêter le valet qui avait apporté le verre d’eau. Celui-ci est jugé coupable d’assassinat et condamné à mort. D’autres murmurent que se sont les Médicis qui ont empoisonné François. En effet, en 1533, François Ier avait accepté que la jeune Catherine de Médicis épouse son fils cadet car le roi voulait pour le dauphin un parti plus prestigieux et ne souhaitait pas une « Florentine » comme future reine de France bien que Catherine lui soit agréable. Le dauphin n’étant pas encore marié  la famille de la nouvelle duchesse d’Orléans n’avait qu’à l’éliminer pour faire accéder Catherine au trône de France. Certains dirent tout bas que François serait en réalité mort d’une trop fatigante nuit d’amour avec Mlle de l’Estrange. Bien que des doutes sur un empoisonnement demeurent (encore faut-il savoir qui en est l’auteur) on peut tout simplement penser que le dauphin ait succombé à une pleuro-pneumonie. Quant à l'Infante du Portugal, elle mourut sans alliance en 1577.