Мазарини удалось подробными отчётами произвести на папу Римского Урбана VIII хорошее впечатление. 29 января 1630 г. в Лионе Мазарини встретился с главным министром Франции кардиналом Арманом Жаном дю Плесси де Ришельё. Осенью 1630 г. папское посольство (Мазарини оставался секретарём папского легата) прибыло в Монферрато для переговоров о мире. Мазарини активно участвовал в переговорах, довольно быстро выяснил сильные и слабые стороны противников и стремился использовать их для достижения главной задачи – подписания мира. Так, ему удалось остановить сражение: 26 октября у Касале, когда армии Франции и Испании готовились к бою (при этом командовавший испанскими войсками Альваро де Басан, маркиз де Санта-Крус, панически боялся потерять свою армию), Мазарини промчался между ними, размахивая листом бумаги и громко крича: «Мир! Мир!» Папа Римский Урбан VIII, оценив талант молодого дипломата, взял Мазарини к себе на службу. В январе-феврале 1631 г. Мазарини, участвуя в мирных переговорах, посетил Париж. 6 апреля в Кераско был подписан мирный договор, завершивший войну за «мантуанское наследство»: герцог Неверский получил Мантую и Монферрато; Франция объявила, что отказывается от дальнейших завоеваний в Италии; герцог Виктор Амадей I Савойский унаследовал после смерти отца герцогство Савойя, а также получил монферратские города Трино и Альба. По секретному договору, подписанному Виктором Амадеем I, французы в обмен на часть маркизата Монферрато (город Альба с прилегающими областями) получали город Пинероло (Пиньероль; вместе с ведущей к нему военной дорогой он стал важным для Франции плацдармом на пути в Италию). В 1632 г. Мазарини в качестве бенефиция получил место каноника римской базилики Сан-Джованни-ин-Латерано с годовым доходом в 500 римских дукатов, что вынудило его принять тонзуру и стать клириком (церемония состоялась 18 июня того же года в Сент-Мену в Шампани). 15 ноября того же года папа Урбан VIII назначил Мазарини апостольским протонотарием; этой должности соответствовало право на ношение лиловой сутаны и на обращение «монсеньор», что приравнивало Мазарини к епископам. В феврале 1633 г. он получил должность аудитора при кардинале Антонио Барберини, незадолго до этого назначенном папским легатом в Авиньоне (но он так и не выехал из Рима). После того как французский король Людовик XIII назначил Антонио Барберини кардиналом-протектором Франции при Папском престоле (30 декабря 1633 г.), недовольный этим папа Урбан VIII сделал Мазарини вице-легатом в Авиньоне (1 июля 1634 г.) и возложил на него функции чрезвычайного нунция при французском дворе. Ему было поручено добиться от французского монарха отказа от союзнических отношений с протестантами, прежде всего, со Швецией, возвращения герцогства Лотарингия, захваченного в 1632 г. французами, законному герцогу Карлу IV Лотарингскому и признания брака Гастона Орлеанского, брата и наследника Людовика XIII, с Маргаритой Лотарингской, сестрой герцога. Миссия Мазарини по целям не соответствовала политике Армана Жана дю Плесси де Ришелье и не увенчалась успехом. 26 ноября 1634 г. Мазарини прибыл в Париж, но 16-месячные переговоры не принесли ожидаемых папой результатов.