Karol Wojtyła được thụ phong linh mục vào dịp Lễ Các Thánh ngày 1 tháng 11 năm 1946 sớm hơn sáu tháng so với các chủng sinh đồng khóa. Ngày hôm sau, tại nhà lớn Wawel, Karol đã cử hành thánh lễ đầu tiên. Sau đó không lâu, hồng y Sapieha gửi linh mục Karol Wojtyla đi du học Roma, tại Ðại học của các linh mục Dòng Ða Minh Angelicum. Dưới sự hướng dẫn của linh mục dòng Ða Minh nổi tiếng là Garrigou - Lagrange, Karol hoàn thành luận án tiến sĩ thần học về đề tài Ðức tin trong các tác phẩm của Thánh Gioan Thánh giá vào năm 1948. Trong các kỳ nghỉ hè trong thời gian du học tại Roma, Karol thi hành mục vụ nơi các người Ba Lan di dân sống bên Pháp, Hà Lan và Bỉ.