那位良善的波兰逊王斯坦尼拉斯爱好文学，曾经读过伏尔泰的作品，也受到了启蒙运动的感染。1749年，他准备出版自己的宣言《基督徒哲学家》（Christian Philosopher），这将使他的女儿法国王后读来黯然不快。她警告她父亲说，他的思想具有强烈的伏尔泰风味。这位老头儿却大大赏识自己的观念和伏尔泰的机智，而且由于他也有一位情妇，他认为将这位诗人安置在他宫中作为一个宠臣，并无不可。他还任命夏特莱夫人那位胸襟宽大的丈夫为王室的总监，年薪2000克朗。斯坦尼拉斯宫廷里的另外一位官员是侍卫队长圣朗贝尔侯爵。夏特莱夫人1747年与他初遇，其时夫人41岁，而他37岁。对于一个爱人已成为一个忠诚朋友的女人而言，41岁是个危险的年龄。1748年春天，她一直以一种几乎少女式的放纵，写情书给这位俊逸的官员。“你穿好衣服就马上过来。”“我吃完晚餐，就飞到你身旁。”而这位官员也殷勤地应答着。10月的一天，夏特莱夫人与圣朗贝尔在一个黑暗的亭子里亲热地交谈时，伏尔泰恰巧碰见，让他们吃惊。只有这位最伟大的哲学家能够文雅地无视这种奸情。他没有立刻起来应付这一难局，但圣朗贝尔声言要给他一个“满意答复”——在黎明决斗前，伏尔泰只有退回到自己的房间。夏特莱夫人在凌晨2点进入伏尔泰的房间，她向他保证她的永恒之爱，但很温柔地提醒他：“你曾长时抱怨……说你的体力已经不行了……如果由你的一位朋友来代替你的位置，你是否会为之触怒？”然后她拥抱着他，轻呼着他以前的小名。伏尔泰的愤怒因而融解，他说：“啊！夫人，你永远是对的，但既然事情必须如目前这样发展，至少不要让它在我眼前发生。”第二天晚上，圣朗贝尔拜访伏尔泰，为他的挑衅致歉。伏尔泰于是拥抱他，说：“我的孩子，我已经全忘了，实在都是我的错。你正在恋爱与享乐的快乐时光，你要尽情享受这些太过短暂的时刻，像我这样不中用的老人，是不配享受这些快乐的。”翌日晚上，他们三人又在一起用餐了。
这种三角关系一直到12月，夏特莱夫人那时决定到锡雷料理财产，伏尔泰陪伴她一同前往。腓特烈再度邀请他前往，伏尔泰这次也有意接受这个邀请。但夏特莱夫人到达锡雷后不久，她告诉伏尔泰确信自己已怀孕在身，而以43岁的年龄，她并没有把握能安然渡过生产。伏尔泰于是致意腓特烈不用期待他，而且要圣朗贝尔也到锡雷。在那里，这3个恋人想出一个方法，以取得这个孩子的合法地位。夏特莱夫人要求她的丈夫回家赶办一些事务。他发现另外两个情人取代他时，并未懊恼，倒是欣赏这两位情人对他的款待。几个星期后，夫人告诉侯爵，说她有怀孕的迹象，夏特莱侯爵于是带着骄傲与快乐的心情拥抱着夫人，他又对人们宣称这件被期愿的事，众人也向他祝贺，只是伏尔泰与圣朗贝尔同意，“将这个孩子划归为夏特莱的杂作之一”。夏特莱侯爵与圣朗贝尔随后返回各自的岗位。
1749年2月，夏特莱夫人与伏尔泰迁往巴黎。在那里，她在克莱罗的帮助下着手翻译牛顿的《自然哲学的数学原理》，她写给圣朗贝尔的两封信中（5月18日、5月20日），表露出她的性格：
不，我的心无法向你表示，它是怎样地崇拜你。请不要为了我的牛顿而责骂我，我为了这已充分地受到了惩罚。我从来没有比留在这里完成这，对理性做过更大的牺牲……我在9点起床，有时8点，一直工作到下午3点，然后喝咖啡，4点恢复工作，到10点停止工作……此时伏尔泰先生会过来与我同进晚餐，然后一直交谈到午夜，然后我继续工作，一直到早上5点……我是为了理性与荣誉而完成这，但我爱的只有你。
6月10日，腓特烈以为伏尔泰已被圣朗贝尔替代，而不再对夏特莱夫人负有责任，因而热切地再次发出要他前往波茨坦的邀请。伏尔泰在回函中答复：“即使腓特烈大帝……也不能阻挡我去执行一个非完成不可的任务……我不愿意离开一个可能在9月就要去世的女人。她在待产期间岌岌可危；但如果逃脱一死，陛下，我答应将在10月前往您那里献礼。”
7月，伏尔泰将夏特莱夫人带回吕纳维尔，在这里夫人可以得到特别的医疗照顾。死亡的恐惧时时烦扰着她——正值她再度寻获爱情，与正值她多年的研究将欲出版之际，她就要被死亡吞噬。9月4日，她生了一个女儿；9月10日，几经折磨，还是死了。
伏尔泰在过度忧伤下，步履踉跄地跨出夫人的房间，继而倒地，多时不省。圣朗贝尔上来帮忙催醒他。“啊！我的朋友，”伏尔泰说道，“是你杀死了她……啊！老天！先生，到底是什么东西诱使你陷她到这种境地？”在夫人死去3天后，他要朗香自那死去的夫人手中脱下的戒指，这只戒指曾经一度嵌着他的肖像，朗香却在里面发现圣朗贝尔的画像。伏尔泰喊着说：“这就是女人，我将黎塞留赶出了这只戒指，圣朗贝尔又把我赶了出来，这是自然的律法，一个钉子赶出另外一个钉子，整个世界上的事情都是这样进展的。”夫人以斯坦尼拉斯宫中最高的荣耀被安葬在吕纳维尔，不久，她的孩子也追随她而去。
伏尔泰与夏特莱侯爵退隐到锡雷，在那里，他回复了几封来自巴黎的慰悼信：
我亲爱的天使们，你们实在使我得到安慰，你们使我仍喜爱我不快乐的余生……我愿意向你们承认，她曾住过的一间房子，虽然让我满怀忧伤，但并非不适合我住……我不会离开让我想到她的地方，我喜爱锡雷，她布置过的这些地方，对于我来说是亲爱无比的。我并没有失掉一个情妇，我失掉了半个自己，及我所为之存在的灵魂，与我20年的朋友，自她在幼儿我就已经知道的朋友。最体贴的父亲爱其独生女，也不过如此。我爱在每个地方再度找寻她这一念头，我喜欢与她的丈夫和她的孩子交谈。
然而，他也知道如果他在孤僻的锡雷，继续做一个鳏夫的话，他将遭废弃。于是他将他的书籍、科学器皿与艺术品寄往巴黎，并于1749年9月25日也跟随这些东西前往巴黎。10月12日，他在巴黎的特拉韦瑟雷街一座宽敞的屋子定居下来。
