Dwa dni po audiencji u papieża Jana XXIII, 22 maja 1963 r. kardynał Stefan Wyszyński udał się w podróż powrotną do Polski, do której dotarł 24 maja. Po dniu odpoczynku rozpoczął zwykłą działalność. Między innymi w bazylice św. Jana udzielił święceń kapłańskich 37 diakonom Seminarium Warszawskiego, poprowadził dzień skupienia dla Instytutu Prymasowskiego Jasnogórskich Ślubów Narodu, wygłosił konferencję do kapłanów, w parafii pw. Matki Bożej Różańcowej na Bródnie wizytował lekcję religii w punkcie katechetycznym oraz brał udział w nabożeństwie majowym, konsekrował kościół pw Świętego Oblubieńca Najświętszej Maryi Panny i św. Jana od Krzyża w Warszawie.

2 czerwca wyjechał do Białegostoku, by uczestniczyć w konsekracji biskupiej ks. Adama Sawickiego. Wieczorem uczestniczył we Mszy św., podczas której wygłosił kazanie o pracach soborowych i encyklice Jana XXIII Pacem in terris. Następnego dnia zachorował. Pierwszym objawem była wysoka gorączka. Zamiast udać się na konsekrację, pozostał w łóżku. Jednak, kiedy dotarła do niego wiadomość o stanie agonalnym Papieża, udał się do Warszawy. Wieczorem otrzymał telegram od kardynała Amleto Cicognaniego z wiadomością o śmierci Jana XXIII. Zaraz zszedł do kaplicy i modlił się długo w jego intencji. Następnego dnia wysłał telegram kondolencyjny w imieniu Episkopatu, duchowieństwa i wiernych całej Polski.

Pogrzeb Ojca Świętego Jana XXIII odbył się 6 czerwca. Chory Prymas Polski nie pojechał do Rzymu. Jednak mimo gorączki udał się tego dnia do bazyliki św. Jana na Mszę w intencji zmarłego Papieża i wygłosił okolicznościowe przemówienie.

Tego dnia wystosował też list pasterski, w którym między innymi czytamy:

Całym światem wstrząsnęła do głębi wiadomość z Watykanu, że Sługa sług Bożych Jan XXIII oddał swe życie za pokój świata, za Kościół i za Sobór. (...)

Z niezwykłą odwagą podjął dzieło Soboru, który wkrótce stał się nadzieją Kościoła i całej ludzkości. Sobór jest manifestacją woli, stosownie do potrzeb czasu, w zakresie odnowy Kościoła i jedności wszystkich ufających Bogu. Sobór był, za natchnieniem Papieża, manifestacją woli pracy dla umocnienia Bożego pokoju w rodzinie ludzkiej.

Wysiłki Jana XXIII tak dziwnie trafiały w potrzeby serc ludzi, udręczonych przez wojny i niezgodę, że wzbudziły entuzjazm całego świata i skupiły przy Głowie Kościoła wszystkich ludzi dobrej woli. Powszechne jest przekonanie, że Jan XXIII uratował pokój światowy.

A cóż mamy powiedzieć, gdy wspomnimy tyle dobroci i zrozumienia, jakie okazał Ojciec Święty sprawom ojczyzny naszej i Kościołowi w Polsce! Łączyła nas najpiękniejsza miłość ku Matce Boga i ludzi, ku Tej, "co Jasnej broni Częstochowy". Przed obliczem Pani Jasnogórskiej umierał Papież, gdy Polska katolicka, biskupi, kapłani, rodzice, młodzież i dzieci korzyli się w prośbie. Cóż dziwnego, że byliśmy żywo związani z cierpiącym Papieżem, iż samorzutnie, nie czekając na wezwanie, rzuciliśmy się na kolana, otaczając łoże Jana XXIII wałem serc, gotowych do każdej ofiary, byle zachować to najdroższe dla nas życie.

Przedłużająca się choroba stawiała pod znakiem pytania udział kardynała Wyszyńskiego w konklawe, które rozpoczynało się 19 czerwca 1963 r.