Al año siguiente, su madre sugirió un matrimonio con su primo, Luis Augusto de Borbón; sin embargo, esta vez la unión fue rechazada por la propia Carlota.
Carlota consideró seriamente la propuesta, pero sus padres se negaron rotundamente a dicho enlace.
Su prima, Luisa Ana de Borbón-Condé, también estaba enamorada del duque y deseaba casarse con este (historia relatada en sus Memorias por el barón de Besenval); en consecuente, una amarga rivalidad surgió entre ambas primas que se extendió incluso hasta mucho después de que el duque terminara su relación con ambas mujeres.
La gente asumió que el mismo destino le esperaba a la desdichada Carlota.
En septiembre de 1720, contrajo viruela y, según su abuela, se le administraron los últimos sacramentos.
Pronto el matrimonio fue criticado por no haber producido todavía ningún hijo y la culpa recayó sobre Carlota Aglaé.
Cuando su romance secreto con el duque de Richelieu fue descubierto en la corte de Módena, fue exiliada a Francia, donde el rey Luis XV la acogió con suma frialdad y la obligó a llevar una vida retirada y marginada en París.
Carlota Aglaé y Francisco tuvieron diez hijos, seis de los cuales sobrevivieron a la infancia: