Katharina hoffte, die zwei Konfessionen würden sich im Beisein der Königsfamilie in ihren theologischen Positionen annähern, und berief daher Vertreter beider Seiten zu einer Versammlung nach Poissy ein. Ihr erklärtes Ziel: Friede und Eintracht. Am 9. September 1561 wurde – sehr zum Ärger des Papstes – das Religionsgespräch von Poissy eröffnet.
Einen Monat lang debattierten 40 katholische und zwölf protestantische Kirchenmänner in der Priorei Saint-Louis de Poissy um Kernfragen des Glaubens – und scheiterten. Ihre Positionen, unter anderem in Fragen der Abendmahlslehre, etwa der Realpräsenz Jesu Christi im Brot und Wein des Abendmahls, waren so unüberbrückbar, dass eine Aussöhnung unmöglich war. Zwar erließ Katharina im Jahr darauf das Edikt von Saint-Germain-en-Laye, demzufolge Protestanten sich zu Gottesdiensten zusammenfinden durften. Letztlich konnte sie damit den Ausbruch der Hugenottenkriege aber nicht verhindern.
