Został uwolniony po interwencji poselstwa Rzeczypospolitej, które przybyło do Paryża pod kierownictwem wojewody smoleńskiego Krzysztofa Korwina Gosiewskiego, oraz w związku z zawarciem polsko-hiszpańskiego antyfrancuskiego sojuszu militarnego.
Nominacja kardynalska
W 1643, wbrew woli królewskiej, wyjechał do Włoch i wstąpił do zakonu jezuitów w Loreto, który opuścił jednak już po dwóch latach nowicjatu. Mimo braku święceń kapłańskich, na konsystorzu 28 maja 1646 papież Innocenty X wyniósł go do godności kardynalskiej z tytułem kardynała diakona, bez przyznania kościoła tytularnego. Domagał się potem prawa używania tytułu książęcego i korony w herbie (nie wystarczał mu sam tytuł eminencja i uporczywie kazał się zwracać do siebie Wasza Najjaśniejsza Wysokość), a zakazywały tego kardynałom papieskie dekrety, czym wywołał zgorszenie współczesnych, i w związku z czym zwano go niedonoszonym kardynałem. W końcu ogłosił się stronnikiem Francji i kardynała Mazariniego, po czym w świeckim stroju ze szpadą u boku przyjechał do Polski.
W 1647, po śmierci 7-letniego królewicza Zygmunta, jedynego syna Władysława IV, Jan Kazimierz stał się tytularnym spadkobiercą tronu szwedzkiego i przypuszczalnym następcą brata na tronie Rzeczypospolitej.