Với cái chết của Henry V và sự kế nhiệm của Henry VI, Catherine trở thành Vương thái hậu nước Anh. Vào những năm sau đó, Catherine trở thành một đề tài cho quan hệ hôn nhân, vì bà vẫn còn trẻ và vẫn có thể tái hôn. Một trong những người được nghi vấn là Humphrey, Công tước Gloucester, cũng là người giám hộ cho con trai bà. Lại có một số tin đồn đối tượng đáng cân nhắc khác là em họ của Vua Henry V chồng bà, Edmund Beaufort, Công tước Somerset thứ hai. Công tước xứ Gloucester lập tức can thiệp, và Đạo luật 1428 ra đời, với quy định rằng nếu Thái hậu tái hôn với một quý tộc mà không có sự phê chuẩn của Quốc vương, thì người chồng sẽ bị tước đi tước vị cùng đất đai. Khi ấy, Henry VI chỉ mới 6 tuổi, và quyền hạn vẫn chưa được nắm giữ toàn vẹn.

Trong thời gian này, Thái hậu Catherine bị giám sát bởi triều đình Anh một cách chặt chẽ, khi chuyển đến Lâu đài Windsor, bà đã có quan hệ tình cảm với Owen Tudor - một tùy tướng của Walter Hungerford, Nam tước Hungerford. Năm 1430, bà sinh ra đứa con đầu tiên giữa mình và Owen là Edmund Tudor, sau đó tiếp là Jasper Tudor. Việc bà tái hôn bất chính với Owen Tudor trở thành điểm dị nghị trong triều đình Anh với một khoảng thời gian dài. Rất nhiều học giả đặt nghi vấn họ thật sự có kết hôn hay không, hay chỉ là chung chạ với nhau và sinh ra hậu duệ[6].

Và dù họ thật sự có kết hôn, thì tính hợp pháp của cuộc hôn nhân này gây tranh cãi nếu dựa vào Điều luật 1428, cấm các Thái hậu tái hôn. Thật sự kỳ lạ rằng, đến cả tư liệu đương thời cũng không có bằng chứng cho thấy cả hai bị cấm đoán hoặc bị đưa ra xét xử mang tính pháp lý trong thời gian Catherine còn sống. Tương truyền có người nói bà chết ngay sau khi sinh hạ được người con thứ 3 là Jasper (có thể là hậu quả của bệnh hậu sản), nhưng cũng có một số ý kiến cho rằng bà bị bệnh, đau ốm mà chết không rõ nguyên nhân. Bà hiện đã được chôn cất và yên nghỉ tại Tu viện Westminster, bên trong khu vực Nhà nguyện Chantry của Vua Henry V. Sau cái chết của bà, kẻ thù của Catherine quyết định tiến hành chống lại Owen vì vi phạm pháp luật về việc tái hôn với Thái hậu. Owen Tudor sau đó bị buộc trình diện trước Hội đồng, bị bắt và bị đưa đến Nhà tù Newgate[7]. Ông đã cố gắng để thoát khỏi nhà tù Newgate vào đầu năm 1438 và cuối cùng đã trú tại Lâu đài Windsor vào tháng 7 năm đó[7].