埃米莉则致力于翻译牛顿的《解析解法》(Analytic Solution)，1748年，她自己的著作《世界系统的简略阐述》(Abridged Exposition of the World’s System)被专家认为比伏尔泰更巧妙地解读了牛顿。她还附带翻译了伯纳德·曼德维尔(BernardMandeville)的《蜜蜂的寓言》(Fable of the Bees)，伏尔泰曾巧妙地将其部分内容逐字引入他的《形而上学论》。她还对《创世记》(Book of Genesis)和《新约》(New Testament)进行文本分析，这项工作通过每天和伏尔泰一起阅读《圣经》而变得更轻松。与伏尔泰的作品不同，埃米莉的大多数作品以手稿形式存在；在她的一生中，只有《世界系统的简略阐述》和少许论文得以出版。直到她过早地去世前，她都一直沉浸在翻译和阐明牛顿的“原理”中。
埃米莉的研究课题经常与伏尔泰的研究课题相关。他的代表作《路易十四的世纪》(Century of Louis XIV)和《道德论》(Essay on Morals)主要都是在凯里完成的。在那里他还写了《阿尔齐》(Alzire)、《梅洛普》(Mérope)、《穆罕默德》(Mahomet)和其他剧本。在埃米莉博学的指导下，伏尔泰学习(但从未掌握)了物理学原理，特别是莱布尼茨和牛顿的物理学原理，并将之融入他的思想核心。他慷慨地承认了埃米莉的影响，并将他1738年出版的著作《牛顿的哲学元素》(Elements of Newton’s Philosophy)献给她。他甚至暗示他只是她的抄写员，而不是说她是他的女神。
无论是公开还是私下场合，伏尔泰都是第一个承认情妇是他平等的知识伙伴和性伙伴的人。每天他大声朗读自己写的东西，热切地欢迎她的批评和建议。她敏锐的头脑使他相信，女人可以做男人能做的一切事情。在给一位朋友的信中，伏尔泰给予埃米莉的恭维达到了极致：“没有那个女士我就活不下去，我把她看作一个伟大的男人，一个最可靠、最令人尊重的朋友。她懂牛顿；她藐视迷信。总之，她使我快乐。”22
埃米莉非常有纪律性和组织性，她制订了一个研究方案，专门针对伏尔泰比较缺乏条理的问题。新的一天在伏尔泰的时间表中开始，早上稍后是喝咖啡和讨论。中午，埃米莉和伏尔泰偶尔去拜访与儿子和家庭教师一起吃饭的弗罗伦特，然后退回各自的书房学习。有时他们休息一会儿，吃零食，聊天，然后再看书。晚上九点钟他们再次相遇，一起尽情享受丰富的晚餐，然后在他们自己的小剧场谈话、创作戏剧和读诗。午夜，他们再次散开到各自的书房。埃米莉一直工作到约早上五点，然后去她的蓝色和黄色装饰的卧室睡四个小时。她卧室的色彩非常协调，甚至她的狗篮也做了匹配的蓝黄色内衬。如果她给自己限定一个睡觉的最短时间，她觉得应该是一小时。她可以靠把手浸入冰冷的水中激醒自己。
埃米莉还对男人和女人的本质做了深刻思考。有一次，她伪装成男人潜入巴黎的一家男性咖啡馆。女人之所以没有写出好的悲剧、诗歌、故事、绘画或物理论文，唯一的原因是女人从未接受过思维的训练，她悲叹道。她又补充说，如果她是一个国王，她会通过鼓励妇女参加各个领域尤其是智力领域的活动，来纠正这种错误。在许多方面，埃米莉作为伏尔泰情妇的生活是一个何为平等的教程。
埃米莉现在成为伏尔泰公认的情妇，她潜心经营，仿佛这场恋爱能够持续一生。但是与18世纪那些以谨慎之名来做托词的情人不同，她和伏尔泰是同居的。这需要一些应付办法。每当她被迫与丈夫共度时光时，她都用充满深情的尊敬对待他。事实上，弗罗伦特的存在掩饰了她实际上在罪中与伏尔泰生活在一起的事实，而且还给了这种安排一定的合法性，而这是他们三个都期望的事情。
但是他们的平等关系并不能消除猜疑和情感上的不安。埃米莉和伏尔泰都好猜忌，背叛行为不断动摇着他们的关系。每当伏尔泰离开凯里，埃米莉都提心吊胆，害怕他再不回来。“我心迷失在爱的习惯中，”她悲哀地写道。23
最初伏尔泰独自一人居住在凯里，因为埃米莉不愿意离开巴黎的沙龙和刺激。但她意识到如果她不与伏尔泰住在一起，他会变得越来越嫉妒，所以后来她带着数百箱行李也来到了凯里，然后积极投身于庄园的翻新之中。她改变了伏尔泰的所有计划：楼梯被安装在放壁炉的地方，窗户替代了门。更重要的是，她和伏尔泰开始了一个文学与研究的架构，后来被称为伏尔泰的“凯里时期”(1733—1749)。
伏尔泰一次五个月访问柏林的归来标志着埃米莉情妇生涯的新阶段——至少和伏尔泰在一起时禁欲。他声称因年龄太大身体不好而不能放纵自己，所以他不再是她的情人，而是她亲爱的朋友。埃米莉默许了这个新安排，但也许是为了驱散焦虑，她开始更疯狂和更不顾一切地进行赌博。
是伏尔泰的政治难题促成了这一迁移。检察官已下令公开烧毁他的富有革命性的《哲学书信》，他的出版商已被监禁，伏尔泰本人也处于严重危险之中。凯里是一个理想的隐居地，到处是秘密的藏身之处，而且离洛林边界非常近，这样，任何时候只要有被逮捕的危险，伏尔泰就能逃入洛林。
埃米莉和伏尔泰开始在巴黎消磨更多的时间，在这里伏尔泰再次受到了青睐。他被任命为皇家历史学家，并得到了凡尔赛宫的一处小公寓，尽管只是一处离凡尔赛宫最臭的厕所很近因而气味难闻的公寓。甚至教皇也欣然接受了伏尔泰要把著作《穆罕默德》献给他的建议。埃米莉也颇受欢迎。在她完成有关牛顿的作品几年前，国王就授权要出版她的著作。意大利科学学院博洛尼亚学院提名她为会员。
埃米莉开始和伏尔泰一起旅行。1734年他们在凯里(Cirey)定居，那里是她丈夫破旧的家庭庄园。弗罗伦特对这次安排非常合作，他有时会拜访他的妻子和她的情人，但他很体贴地与埃米莉分睡，并与他的儿子和家庭教师一起吃饭。除此之外，他最感高兴的是，这对情人以伏尔泰较低利息的借款出色翻新并重新设计了庄园。
与此同时，伏尔泰迷恋上了他的侄女露易丝·丹尼斯(LouiseDenis)。“我千万遍地吻你圆润的乳房，令人销魂的臀部，吻你所有让我这样经常陷入冲动和无比快乐的地方。”他在写给她的一封信中欢喜得像发了狂一样。
他们关系刚一开始时确实如此，当时埃米莉仍渴慕莫佩尔蒂。伏尔泰提醒她说，尽管他的竞争对手是一个了不起的科学家，但莫佩尔蒂从来不会给她忠诚爱情的幸福感。几个月过去，莫佩尔蒂在感情上疏远她，埃米莉则慢慢将她所有的爱转移到了伏尔泰身上。
这时，既然埃米莉的乳房和臀部不再遮挡他的视线，伏尔泰就可以更客观地看待她。伏尔泰不再上她的床后埃米莉赌博更甚，这一点让他感到恐惧。多年来伏尔泰为她积攒了不菲的资财，使她在他死后可以支用。突然之间，他明白要在自己的财务和情妇所欠的毁灭性赌债之间划清界限。
埃米莉和伏尔泰的性生活并不令人满意。伏尔泰的性能力被慢性消化系统疾病包括腹泻所干扰，做爱的中途常常不得不停下来。“甚至在我看来，我根本就不是为激情而生的，”他曾经对一位失望的情妇悲叹道。21但或者正因为性能力较弱，伏尔泰在怀疑埃米莉与另一个男人发生或希望发生性关系时会特别嫉妒。
埃米莉被伏尔泰在性和财务上的撤出所击垮。在为了调整自己而做出反思的痛苦挣扎期间，她对比了自己和一般大多数女人的生活，并写出了《幸福论》(Treatise on Happiness)一书。这是一份试图准确澄清什么是幸福，以及女人怎样才能获得幸福的手稿。“幸福不应当依赖于他人，”她写道，“幸福源于内心，源于追求知识的激情和学习。幸福的其他要素是摆脱偏见，尤其是宗教偏见；一个健康的身体，有明确的嗜好和喜好，当然，有激情，不管这种激情会产生怎样痛苦的结果。”总之，埃米莉认为，最引人注目的人物的故事都是不幸的，他们的个人困境就像戏剧和悲剧一样。最后她得出了一个理性主义者的结论：我们在人世间的唯一目标应该是获得幸福。
当伏尔泰爱上她时，埃米莉同样被启蒙科学家皮埃尔·莫佩尔蒂(Moreau deMaupertuis)所吸引。莫佩尔蒂钦佩她的美貌，和她对通常仅属于男性的事情的“令人赞叹的了解”，而且他非常欣赏她身上没有那种尖酸刻薄，(他认为)这使她有别于其他女人。
但是，因为不能践行她所宣扬的东西，而且还因为极度渴望有什么东西或人能取代伏尔泰在她生命中的位置，埃米莉转向与其他男人建立亲密关系。她爱上了让·弗朗索瓦·圣兰伯特侯爵(Jean-Fran？ois，marquisdeSaintLambert)——一位年轻的宫廷诗人，后来因为复杂的爱情关系而声名狼藉。在最初的兴趣转淡后，圣兰伯特疏远了这个比他大却充满激情的女人。埃米莉向他求爱，追求他，有时他也因此动心。在凯里的一次幽会中，伏尔泰走进她的卧室，发现圣兰伯特正趴在埃米莉身上，光着屁股上下抽动。尽管他正与露易丝打得火热，伏尔泰仍嫉妒得发狂，他对他俩大发脾气，并威胁要离开埃米莉。
伏尔泰评论埃米莉是一个充满精力和决心的人，此言不虚。她着迷于物理学和莱布尼兹与牛顿的理论，她以很强的自律来学习这些知识，使得其他学者，包括伏尔泰在内，都相形见绌。她还找时间与朋友一起吃饭，参加社会和艺术活动——唉，还在赌桌上碰运气(有时运气也不是那么糟)。
这种局面很荒唐，但是埃米莉知道怎样安抚伏尔泰。当他跺着脚走出房间时，埃米莉追上他。她提醒他说，是他而不是她剥夺了他们的性亲密，她仍有迫切的欲望，如果不能满足，就会损害她的健康。当然，用一个同道诗人，实际上是伏尔泰的朋友，来满足性欲将会是一个理想的解决办法。伏尔泰赞同她的逻辑并原谅了她。“啊，夫人，你永远是对的!事实就是这样，”他补充说，“但你务必要保证这事不能再发生在我的眼前。”24
埃米莉小时候在她父亲的家里遇见过伏尔泰。他们1733年5月在剧院的再次相遇，是在埃米莉生完第三个孩子后不久，三个月之内他们就成了情人。伏尔泰满怀诗意地描述他的新情人——“埃米莉就是这样，”他给一位朋友写道，“美丽，也是一位好朋友。/她的想象力像百花盛开，并且/她的头脑活泼，不，是崇高，/有时特别机智。/她是罕见的天才/配得上牛顿，我发誓。”20
但令埃米莉恐惧的是，她发现自己在快到44岁时竟然怀孕了。伏尔泰帮助她炮制并实施了一项计划。他们两个人把她丈夫引诱到凯里，密谋要使他开心，奉承他，勾引他(由埃米莉来促成)。伏尔泰超常发挥，妙语连珠。埃米莉穿着最紧身的睡衣，戴着最璀璨的钻石。黎明前，她与她丈夫同床。当她后来告诉他她又有了他的孩子时，弗罗伦特欣喜若狂，他对自己是孩子的父亲从未怀疑过。(但法国的朝臣们开玩笑说，埃米莉突然急于见她丈夫，只是一个怀孕女人的渴望而已。)
当埃米莉遇到诙谐、聪明的阿鲁埃·伏尔泰时，他快40岁，此时是法国最著名的作家和启蒙运动的重要人物之一，深受那些渴望沾光的女人的追捧。启蒙运动根据“理性”与“合理性”重新评估整个人类的经验。除了查明真相外，他们的目标是汇编一部巨大的人类知识百科全书。这项事业使他们获得了公众的关注，也使他们与教会和宫廷相对抗。最为重要的是，他们开创了引领法国大革命的道德风气。启蒙运动的大部分活动发生在某些巴黎的沙龙中，埃米莉和伏尔泰就在那里加深了他们的关系。
埃米莉怀上私生子的羞耻暂时得以缓解，但一种末日的感觉却困扰着她，她反复说这次生孩子可能会要她的命。她更努力地翻译牛顿的《原理》，连续几个月每晚只睡一两个小时。伏尔泰自始至终仍陪伴着她，然而她却忍不住写信给圣兰伯特说她爱他而不是牛顿，仅仅是责任、荣誉和理性驱使她来完成翻译。在她生下她的女儿前两天，埃米莉完成了《牛顿数学原理评论》(Commentary on the Mathematical Principles of Newton)的翻译，并在国家图书馆存放了一份用来登记的抄本。
埃米莉19岁时，她的家人安排她与弗罗伦特·克劳德·杜·沙特莱(Florent Claude du Chatelet)结婚。弗罗伦特比她大12岁，是一位上校军官，出身于一个古老的望族，讨人喜欢。两人的婚姻门当户对，令人愉悦，很快就有了一双儿女。埃米莉大部分时间住在巴黎弗罗伦特的连排别墅中，而弗罗伦特更多的时间是随卫戍部队驻扎防守。这个时候，对已经生儿育女、婚姻主要是家族联盟因而浪漫爱情很少或根本不在考虑之列的夫妻来说，埃米莉找情人就成为可接受的事情。她相信，一位好妻子会因与高素质、周到又慎重的情人结盟而变得举止得体、忠于丈夫，这也是她所处的贵族社会的共识。
婴儿出生几天后，她把那一天的日期——1749年9月10日——加在她的手稿上。几小时后，她失去了知觉。接着，在弗罗伦特、伏尔泰和圣兰伯特的围绕中，埃米莉·沙特莱撒手人寰。伏尔泰悲恸欲绝。他趔趄着向外走去，泪水模糊了他的双眼，使他一头栽倒在地上。当圣兰伯特赶过去扶他时，伏尔泰大声指责是他让埃米莉怀孕而害死了她。
有女初长成，从大手大脚笨拙的女孩长成美貌动人的女人，埃米莉此时以“大美女埃米莉”而闻名。她身材高挑，黑色的头发和圆弧形的眉毛遮盖在柔软的海绿色的眼睛上。她虚荣，倾向于穿得过分讲究，用许多装饰物打扮自己。她的诋毁者嘲笑她过度的服饰，但是伏尔泰会觉得很迷人，温柔地称他的情妇为“绒球”。
后来，伏尔泰跟着弗罗伦特去了凯里，这样两个男人就可以一同哀泣。那个被送给奶妈的婴儿几天后就死了。一位朋友建议伏尔泰把戒指从埃米莉的手指上取下，拿走里面藏着的圣兰伯特的画像，再把戒指还给弗罗伦特。伏尔泰照此而行，并宿命般地补充说：“圣兰伯特把我赶了出来。新的挤掉旧的世界就是这样。”25在凯里，伏尔泰将庄园翻新的未付贷款减为无息贷款，如此要还付的数额只相当于他提供的金钱的四分之一。他告诉他情妇悲伤的丈夫，友谊，比金钱更重要。
加布里埃尔·埃米莉，1706年12月17日出生于巴黎一个贵族和爱书之家。她年迈的父亲刘易斯·尼古拉斯，亲自教她学习拉丁文和意大利语——这加速了她的早熟，并聘请家庭教师指导她学习英语、数学和科学，还敦促她专注于自己图书室里丰富的藏书。在青少年时期，埃米莉就翻译了维吉尔的《埃涅阿斯纪》。而后来，随着她令人生畏的智力的成熟，她则专注于物理、文学、戏剧、歌剧和政治观念，包括令人吃惊的有关男女权利平等的主张。
在埃米莉·沙特莱具有启发性的故事中，人生目标得到了实现，爱和激情得到了回报。她所受到的限制——主要是拒绝出版她的回忆录，尽管她翻译的男人的书被送去印刷——也烦扰着所有的女人。即使在那时，埃米莉和她同时代的人也都知道，是她作为伏尔泰情妇的身份而非她的天才有效保证了她在历史中的地位。
埃米莉·沙特莱(émilie du Chatelet)——伏尔泰的情妇，与埃洛伊丝在三个方面惊人地相像：极其聪明，受到良好的教育，成为著名哲学家的情妇。但是相似之处也就是这些，因为埃米莉生在一个开明的时代，她的情人是一个进步的思想家。
埃米莉与伏尔泰的联盟众所周知。伏尔泰不遗余力地感谢埃米莉对他著作做出的巨大贡献，在他与欧洲主要思想家的通信中，他反复强调他欠埃米莉的情太多。埃米莉和伏尔泰是启蒙时代的启蒙导师，因为他们生活在历史上社会最解放的时代之一，因此埃米莉与伏尔泰的结交才提高了她的声誉。