Le duc Charles III épousa Claude de France, fille de Henri II et de Catherine de Médicis. Beau-frère des trois derniers Valois et cousin du duc Henri de Guise, lequel était un cadet de la maison de Lorraine, il entra dans la Ligue après l'assassinat de son parent. Il en fut un des chefs et ne se réconcilia qu'en 1593 avec Henri IV.
Charles IV (1624-1675) se prononça au contraire contre la France pendant la guerre de Trente Ans; il en fut puni par l'occupation de ses États, où il ne rentra qu'après s'être réconcilié avec Louis XIV en 1649. Mais, en 1662, il vendit ses droits au roi moyennant une rente de 200.000 écus.
Charles V, son neveu (1675-1690), prit bien le titre de duc de Lorraine, mais il ne fut qu'un duc in partibus, car Louis XIV dont il était l'ennemi acharné ne lui permit pas de rentrer dans ses États.
Léopold (1690-1729) rentra en possession du duché à la paix de Ryswick en 1697.
François III (1729-1737), qui avait épousé Marie-Thérèse en 1736, renonça en 1737 à ses États pour devenir grand-duc de Toscane, et, un peu plus tard, empereur d'Autriche sous le nom de François Ier. Il fut père de Marie-Antoinette, reine de France.
La maison de Lorraine renonçait pour toujours à son duché et fondait par ce mariage la maison de Habsbourg-Lorraine qui règne aujourd'hui sur l'Autriche, dans la personne du triste François-Joseph.
Le duché fut donné à Stanislas Leczinski, ex-roi de Pologne, avec clause de réversibilité sur la France à la mort de ce prince qui régna de 1737 à 1766.
En 1766, le duché revint donc sans coup férir à la France. Uni au Barrois qu'il avait englobé depuis longtemps, aux Trois-Évêchés conquis en 1522, au Luxembourg français cédé par l'Espagne au traité des Pyrénées en 1651, au pays de la Sarre cédé par l'Empire au traité d'Utrecht en 1713, au duché de Bouillon enlevé par Louis XIV à l'évêque de Liége, il forma un grand gouvernement.
Après des siècles de politique patiente et habile, l'irrédentisme français triomphait: l'usurpation signalée par Richelieu était réparée; la Lorraine était de nouveau française; elle devait le rester, ainsi que l'Alsace, jusqu'en 1871.