На 12 октомври 1535 г. Гуидобалдо II се жени за Джулия да Варано (1524 – 1547), дъщеря наследничка на херцога на Камерино Джовани Мария, за да разшири влиянието на Дела Ровере в Марке.
През 1546 г. получава главното командване на венецианската войска. През 1547 г. умира съпругата му, от която има една дъщеря. След една година той се жени втори път на 26 януари 1548 г. в Рим за принцеса Витория Фарнезе (1521 – 1602) от Парма, дъщеря на Пиер Луиджи II Фарнезе, херцог на Парма и Пиаченца.
Gino Benzoni: GUIDUBALDO II Della Rovere, duca di Urbino. Mario Caravale: Dizionario Biografico degli Italiani (DBI). Band 61 (Guglielmo Gonzaga–Jacobini), Istituto della Enciclopedia Italiana, Rom 2003
Bicchierai (1854). Lettere d'illustri capitani mai stampate. Florence.
Litta, P. (1834). Famiglie celebri italiane. Milan.