Три года беспрерывных поездок из Рима в Париж и обратно закончились тем, что Марчелло решил обосноваться во Франции — рядом со своей возлюбленной. Но его предложение о замужестве Катрин Денев отвергла, и ничто не могло повлиять на ее решение. «Когда Катрин бросила меня, я пошел к Феллини за утешением, хотелось, чтобы он мне посочувствовал. Да, да, все меня считают кем-то вроде Казановы, а меня дважды бросили. Но я не ною: такие коллизии тоже часть любви…» Еще одной частью этой любви стала Кьяра-Шарлотта — дочь Катрин и Марчелло, которая родилась в мае 1972 г.
Снявшись после этого вместе в нескольких картинах, Катрин и Марчелло расстались, причем для него это был мучительный, тяжелый разрыв, приведший к отъезду из Франции и даже к длительному запою. Позже он с горечью говорил журналистам: «Когда я впервые встретил Денев, я был убежден, что она и есть мой идеал. Потом я узнал ее получше и понял, что это совсем не так. Она — просто Катрин Денев, мать моей дочери Кьяры».
Пережив серьезную депрессию, Мастроянни снова вернулся в кино и даже снялся вместе с женой Карабеллой в фильме «Лунатики и влюбленные». Неизбежное общение на съемках привело к заметному примирению этой супружеской пары.
Пожалуй, наиболее точно выразил жизненную позицию Мастроянни по отношению к женщинам один из его биографов Дональд Дьюи: «Жена и мать, как основные фигуры матриархального католического общества, являлись безусловно необходимыми и обязательными персонажами в пьесе его жизни.
Данауэй стала „женщиной, которая едва не разрушила его жизнь“. Денев была сильной личностью, „женщиной из реальной жизни“, матерью его ребенка. Режиссер Анна Мария была „настоящей женщиной из плоти и крови“. Лорен могла бы быть „идеальной сестрой“. Всех остальных тоже можно было бы разместить по этой шкале, в порядке убывания „идеальных“ качеств».
Несмотря на множество восторженных отзывов, у Мастроянни случались и серьезные конфликты с прессой.
Один из них был спровоцирован скандальными статейками в американском журнале «Конфиденшл», перепечатанными итальянской желтой прессой. На обложке журнала издатели поместили красочный заголовок «Я вышла замуж за сукиного сына», а затем следовали якобы рассказанные Карабеллой сенсационные истории из сексуальной жизни Мастроянни и ее собственной. Обычно снисходительный к газетным пересудам, на сей раз Мастроянни был в ярости.