В 1508 г. после смерти Гвидобальдо Франческо Мария делла Ровере стал герцогом Урбино, и Бальтазаре Кастильоне остался при его дворе. Он и новый герцог, который был назначен capitano generale (главнокомандующим) Папской области, приняли участие в походе папы Юлия II на Венецию, эпизоде итальянских войн. За это герцог пожаловал Бальтазаре Кастильоне титул графа Новилара, город-крепость на холме недалеко от Пезаро. Когда в 1512 г. был избран папа Лев X, Бальтазаре Кастильоне был отправлен в Рим послом из Урбино. Там он дружил со многими художниками и писателями, включая Рафаэля, которого он уже знал по Урбино и который часто обращался к нему за советом. В честь их дружбы Рафаэль написал свой знаменитый портрет Бальтазаре Кастильоне, который сейчас находится в Лувре. В 1516 г. Бальтазаре Кастильоне вернулся в Мантую, где женился на очень молодой Ипполите Торелли, родом из другой знатной мантуанской семьи. О том, что любовь Бальтазаре Кастильоне к Ипполите Торелли была совершенно иной, чем его прежняя платоническая привязанность к Элизабетте Гонзага, свидетельствуют два глубоко страстных сохранившихся письма, которые он написал ей. К сожалению, Ипполита Торелли умерла всего через четыре года после их свадьбы, в то время как Бальтазаре Кастильоне был в Риме в качестве посла герцога Мантуанского. В 1521 г. папа Лев X уступил ему тонзуру (первую священническую церемонию), и вслед за этим началась вторая церковная карьера Бальтазаре Кастильоне. В 1524 г. папа Климент VII послал Бальтазаре Кастильоне в Испанию в качестве апостольского нунция (посла Святого Престола ) в Мадриде, и в этой роли он последовал за двором императора Карла V в Толедо, Севилью и Гранаду. В 1527 г., во время разграбления Рима, папа Климент VII подозревал, что Бальтазаре Кастильоне питает «особую дружбу» с испанским императором: папа считал, что Бальтазаре Кастильоне должен был сообщить Святому Престолу о намерениях Карла V, поскольку его долгом было выяснить, что Испания планировала против Вечного города. С другой стороны, Алонсо де Вальдес, брат-близнец гуманиста Хуана де Вальдеса и секретарь императора, публично объявил увольнение божественным наказанием за греховность духовенства. Бальтазаре Кастильоне ответил и папе, и Вальдесу в двух известных письмах из Бургоса. В своём ответе на комментарии папы о разграблении Рима он жёстко и подробно осудил Вальдеса. В своём письме к папе (от 10 декабря 1527 г.) имел наглость критиковать политику Ватикана, утверждая, что его собственные непоследовательность и колебания подорвали заявленную им цель достижения справедливого соглашения с императором и спровоцировали Карла V на атаку. Вопреки всем ожиданиям, Бальтазаре Кастильоне получил извинения папы, и император оказал ему честь, предложив должность епископа Авилы. Историки сегодня считают, что Бальтазаре Кастильоне честно выполнял свои посольские обязанности в Испании и не нёс ответственности за разграбление Рима. Он умер от чумы в Толедо в 1529 г. После его смерти ему был воздвигнут памятник в святилище Санта-Мария-делле-Грацие, недалеко от его места рождения в Мантуе, разработанный художником-маньеристом и архитектором Джулио Романо, учеником Рафаэля.