Po buncie Katalonii i usamodzielnieniu się Portugalii Filip IV próbował odzyskać siły w utraconych prowincjach. W tym celu 20 sierpnia 1645 w katedrze w Saragossie zaprzysiągł on Baltazara na następcę tronu w Katalonii. 13 listopada tegoż roku książę został zaprzysiężony na następcę tronu Królestwa Walencji. Tak samo uczyniono w Królestwie Nawarry. Dwór przeniósł się do Pampeluny, aby 3 maja 1646 roku w Saragossie uznać jego prawa, nadawszy wcześniej mieszkańcom Nawarry przywileje. Po tym fakcie rodzina królewska pozostała w mieście. Prawdopodobnie pod wpływem Baltazara król Filip IV pozbawił znaczenia księcia Olivaresa, któremu książę był nieprzychylny
Śmierć 5 października 1646 roku, w przeddzień 2 rocznicy śmierci królowej-matki Elżbiety, Baltazar Karol i Filip IV udali się na mszę wieczorną. książę zachorował i podczas obchodów tej rocznicy musiał zostać w łóżku. Okazało się, że następca tronu zapadł na ospę prawdziwą, wówczas nieuleczalną. 9 października otrzymał od arcybiskupa Saragossy ostatnie namaszczenie, odbyła się w jego intencji procesja błagalna, ale tego samego dnia o 9 wieczorem zmarł. Ciało pozostało w Saragossie aż do 16 października, kiedy to przetransportowano je do Eskurialu, gdzie został pochowany.