Nel 1847 incontrò per la prima volta la bela Rosin, Rosa Vercellana, che sarà la sua compagna per tutta la vita. Nel 1864 Rosina seguì il re a Firenze, stabilendosi nella villa La Petraia. Nel 1869 il re si ammalò e, temendo di morire, sposò religiosamente a San Rossore Rosa Vercellana con un matrimonio morganatico, ovvero senza l'attribuzione del titolo di regina. Il rito religioso si tenne il 18 ottobre di quell'anno, celebrato anche con rito civile, il 7 ottobre 1877, a Roma