Alterne vicende, con tentativo di Siena di impossessarsi del territorio, unitamente a continue scorrerie dei corsari e dei turchi, rendono oneroso il mantenimento di questa porzione di costa da parte degli eredi aragonesi, che oltretutto risiedono nella non vicina Napoli. Cosi, dopo contrattazioni, i coniugi Indico e Silvia Piccolomini vendono a Eleonora di Toledo, moglie del granduca Cosimo I di Medici il castello di Castiglione della Pescaia, il Forte delle Rocchette con tutto il territorio limitrofo. Il prezzo convenuto è di 32.000 ducati e mezzo. Corre l’anno 1559, inizia quel dominio mediceo, che annette la zona al Granducato di Toscana.
Situazione, che durerà fino all’estinzione del Casato avvenuta con la morte dell’ultimo discendente Gian Gastone (1737). Il 18 novembre 1738, un accordo stipulato da Austria, Francia, Inghilterra e Olanda assegna il Granducato con la nostra zona a Francesco Stefano Asburgo Lorena del Casato Imperiale d’Austria.
Il dominio lorenese segna una certa ripresa socio-economica grazie a Pietro Leopoldo (granduca dal 1765 al1790, poi imperatore in patria) e Leopoldo II che intensifica la bonifica della Maremma. Inoltre, ambedue si adoperano per migliorare le condizioni di vita degli abitanti e la valorizzazione del patrimonio ambientale e siderurgico.
Al primo, va ascritta l’edificazione, tramite il geografo e metematico Leonardo Ximenes, che ne fu il progettista, della citata Casa Rossa, ubicata nel “Padule della Diaccia Botrona” e l’acquedotto su arcate, che, partendo da una sorgente situata nei poggi di Tirli, passando dall’eremo di San Guglielmo d’Aquitania, giungeva al paese. Eremo, trasformato successivamente in convento, le cui rovine piene di fascino giacciono nella suggestiva boscaglia di Malavalle. A Leopoldo II bisogna riconoscere la valorizzazione della siderurgia elbana lavorata nella Magona di Follonica.
Comprensorio avvenieristico, dati i tempi poichè oltre ai forni fusori, alle officine,ai magazzini e alle attrezzerie prevedeva abitazioni per dirigenti e operai con le loro famiglie, conferendo ad ogni livello di operatori dignitose condizioni di vita.
Sotto questi granduchi tutta la Maremma beneficia di un relativo progresso anche se, causa la “terzana” estiva, gli uffici nei mesi caldi devono essere trasferiti sull’altura del delizioso paese di nome Tirli. Tirli, Buriano, Vetulonia – antichi centri ricchi di storia leggibile ancora nelle chiese, nei resti di castelli e di remote urbanizzazioni etrusco-romane. Meritano una particolare menzione le necropoli sparse un pò ovunque- Pian d’Alma, Poggio alla Guardia, colle Baroncio, Poggio Belvedere e tanti altri siti che mostrano tombe a pozzetto di tipo villaviano o di età orientalizzante o arcaica. Siti interessantissimi per ricostruire storia, miti o tipologie architettoniche di interesse mondiale.