Ubrzo nakon smrti pape Roncallija počeli su se javljati glasovi koji su iskreno priželjkivali izravnu kanonizaciju Ivana XXIII. te da se zanemare dugi rokovi crkvenopravnog postupka. Rijeka vjernika još dugo nakon njegove smrti slijevala se u vatikanske špilje, gdje je Ivan XXIII. bio pokopan i mnoštvo je vjernika hrlilo u njegovu rodnu kuću u Sotto il Monte kod Bergama. Papa Pavao VI. je u studenome 1965. najavio svoju odluku da pokrene postupak beatifikacije i kasnije kanonizacije Ivana XXIII. Kanonski postupak tekao je vrlo sporo. Trebalo je sedam godina, između 1967. i 1974., da se ispita više od tri stotine svjedoka, u raznim mjestima vezanim uz život Angela Giuseppea Roncallija. Iskaz su bili pozvani dati i prelati koji nisu smatrali prihvatljivim Papin stav prema komunizmu, koji su smatrali previše popustljivim u odnosu na osude koje je izrekao njegov prethodnik. Postupak je predviđao također da se svi spisi nekog kandidata za priznavanje svetosti podvrgnu ispitivanju kojim će se utvrditi njihova doktrinarna pravovjernost.
Tri godine nakon njegova izbora za papu, Ivan Pavao II., u prigodi stote obljetnice rođenja Angela Giuseppea Roncallija, pohodio je 26. travnja 1981. Sotto il Monte. U homiliji ponovio je stari epitet patrijarha Atenagore: “Papa Ivan je bio uistinu čovjek poslan od Boga! Beskrajno je bogata i dragocjena baština koju nam je on ostavio”.
Premda je stav Ivana Pavla II. bio vrlo jasan, postupak priznavanja svetosti Ivana XXIII. se otegao. Godine 1999. donesena je jednoglasna odluka kojom je odobren tzv. Informatio o vršenju kršćanskih kreposti u herojskom stupnju od strane pape Roncallija, omogućivši time Ivanu Pavlu II. da proglasi Decretum super virtutibus. Do beatifikacije je Papu dobrog dijelio još samo jedan korak, što se i dogodilo u siječnju 2000. kada je potvrđeno čudo po zagovoru Ivana XXIII. Kada se Veliki jubilej godine dvijetisućite bližio kraju, 3. rujna 2000., na prostoru ispred vatikanske bazilike papa Ivan Pavao II. je Ivana XXIII. svečano proglasio blaženim. U Rimskom martirologiju spomendan Ivana XXIII. stavljen je na 3. lipnja, dan njegove smrti, koji u katoličkoj liturgiji odgovara dies natalis, to jest danu rođenja na novi život. Rimska i Bergamska biskupija kao i Milanska nadbiskupija njegov liturgijski spomen slave na lokalnoj razni 11. listopada, što je datum otvorenja Drugoga vatikanskog koncila 1962. godine.

Za proglašenje svetim nedostajalo je priznavanje još jednog čuda, koje se dogodilo po zagovoru Ivana XXIII. nakon što je proglašen blaženim. Nakon odreknuća od papinske službe Benedikta XVI., tijekom prvih mjeseci pontifikata pape Franje kauza Ivana XXIII. ponovno je pokrenuta s mrtve točke. Dana 5. srpnja 2013. Papa je potpisao dekret u kojem najavljuje istodobnu kanonizaciju pape Roncallija i pape Wojtyle. U odluci pape Franje da Ivana XXIII. proglasi svetim, pedeset godina nakon njegove smrti, ističe se tvrdnja da je njegovu svetost priznao “ex certa scientia”, to jest neovisno o priznavanju dodatnog čuda, koje se dogodilo nakon što je proglašen blaženim. Kardinal Angelo Amato, pročelnik Kongregacije za kauze svetaca, pojasnio je kako je papa Franjo “samo skratio rokove za veliku priliku za Crkvu da proslavi 2014. s Ivanom XXIII., začetnikom Drugoga vatikanskog koncila, i Ivanom Pavlom II., koji je proveo u djelo pastoralna, duhovna i doktrinarna vrenja koncilskih dokumenata”.
Tako će 27. travnja 2014., kada Crkva slavi liturgijski blagdan Božjeg milosrđa, na Trgu Sv. Petra, na prostoru pred vatikanskom bazilikom, papa Franjo svečano obznaniti da će u knjigu svetaca biti upisana imena dvojice papa koja su mu prethodila u posljednjih pola stoljeća: Ivana XXIII. (Angelo Giuseppe Roncalli, 1958.-1963.) i Ivana Pavla II. (Karol Wojtyla, 1978.-2005.). Taj je događaj nesumnjivo bremenit značenjima. Na toj se temi Papa nadugo zadržao 28. srpnja 2013. u razgovoru s novinarima u zrakoplovu kojim se vraćao u Italiju iz Brazila, na završetku Svjetskog dana mladih. Tada je o papi Roncalliju rekao:
“Ivan XXIII. je pomalo lik ‘seoskog svećenika’, svećenika koji ljubi svakog brata, koji zna liječiti vjernike i to je činio kao biskup, kao nuncij… Bio je hrabar, on je dobri seoski svećenik, s tako silno velikim osjećajem za humor, i to je jedna velika svetost. Kada je bio nuncij, neki ga u Vatikanu nisu baš voljeli, i kada bi dolazio donijeti nešto ili pitati, u nekim su ga uredima puštali da čeka. Nikada se nije žalio, nikada: molio bi krunicu, čitao časoslov. Krotak, ponizan, i čovjek koji se brine za siromašne. […] Ali je velik, velik! Zatim ono s Koncilom: on je čovjek poslušan Božjem glasu, jer mu je to došlo od Duha Svetoga, došlo mu je i on je bio poslušan. Pio XII. razmišljao je o tome da to učini, ali prilike nisu bile sazrele za tlo. Vjerujem da ovaj [Ivan XXIII.] nije nikada razmišljao o prilikama: on je to osjetio i učinio. On je čovjek koji se prepušta Gospodinovu vodstvu”.
Isprva je bilo planirano da svečanost kanonizacije dvojice papa bude na završetku Godine vjere koju je proglasio Benedikt XVI., to jest 8. prosinca 2013., na liturgijski spomendan proglašenja dogme o Bezgrešnom začeću Marijinu od strane Pija IX. godine 1854. No, zbog zahtjeva organizacije takvoga povijesnog događaja – predviđa se da će se u Rim tom prigodom sliti pet milijuna hodočasnika, a među njima veliki broj zemljaka novog poljskog sveca – datum je pomaknut na 27. travnja 2014., nedjelju nakon Uskrsa, na koju je upravo papa Ivan Pavao II. odredio da se slavi liturgijska svetkovina Božjeg milosrđa.