Na początku 1553 roku Mikołaj "Czarny" Radziwiłł został wysłany na dwór Ferdynanda I, aby go odwieść od sojuszu z carem Iwanem IV Groźnym. Ponadto Radziwiłł miał także inne zadanie, by sprawdzić potencjalne szanse na małżeństwo z bawarską księżniczką Mechtyldą Wittelsbach lub z jedną córek Herkulesa II d'Este, księcia Ferrary, Modeny i Reggio – Lukrecją lub Eleonorą. Pomimo tego cesarzowi udało się przekonać Radziwiłła, że małżeństwo jego córki Katarzyny z Zygmuntem II Augustem jest najlepszą opcją. Ten wysłał entuzjastyczny list do króla Polski, w którym zachwalał zalety małżeństwa z córką cesarza. Zygmunt II August dosyć szybko wyraził zgodę na trzecie małżeństwo – 10 kwietnia 1553 roku. Przyszli małżonkowie otrzymali dyspensę papieską 20 maja 1553 roku na zawarcie małżeństwa, gdyż byli kuzynami pierwszego stopnia. 23 czerwca 1553 roku zawarto układ małżeński między przedstawicielami obu stron. Tegoż dnia miał również miejsce per procura ślub. Właściwy ślub odbył się między 1 a 30 lipca tego samego roku. Uroczystości ślubne trwały 10 dni. Posag Katarzyny wynosił 100 tys. florenów, 500 grzywien srebra, 48 bogato zdobionych sukni oraz około 800 sztuk biżuterii.