26 июня король изъявил Кано свое удовольствие и уверил его в поддержке; одновременно с этим он одобрил действия Супремы. Санкционируя таким образом преследования, начатые против Карансы, Филипп, однако, просил щадить его епископский сан. Но Вальдес понимал, что оставить Карансу на свободе во время производства следствия по обвинению его в ереси, как это предполагал Филипп, значило открыть дверь для вмешательства в дело короля или папы; если же арестовать архиепископа и заключить в тюрьму, то Филиппу ничего более не останется, как согласиться с последствиями этого шага. Поэтому он распорядился об аресте Карансы; также был наложен арест на все его движимое и недвижимое имущество и все документы и рукописи.
Вести дело поручили вальядолидскому инквизитору Диего Гонсалесу. В длинной бессвязной записке, адресованной Супреме, Каранса жалуется, что Гонсалес относится к нему без всякого почтения, третирует самым оскорбительным образом, мешает его сношениям с Супремой, фабрикует за него ответы, всячески препятствует его защите — в общем, с адской изобретательностью старается еще более отягчить ужас его положения. Хотя упомянутое письмо папы уполномочивало Супрему в отношении епископов лишь на собирание доказательств и пересылку их вместе с обвиняемым в Рим, инквизиция действовала как полноправный суд. Вальдес лично прибыл в Вальядолид и по обычаю сделал обвиняемому духовное увещание, предложив ему для облегчения совести добровольно покаяться. Каранса на это ответил отводом Вальдеса и двух других судей на том основании, что они питают к нему вражду. Это привело к спору, которым занимался третейский суд. 23 февраля 1560 года он вынес решение в пользу Карансы. Таким образом, возникла необходимость в новом составе суда.
Друзья Карансы и доминиканцы добивались передачи дела в Рим, но Пий IV, занявший папский престол 25 декабря 1559 года, не хотел ссориться с испанской инквизицией и предложил королю самому назначить судей. Филипп с этим не торопился, и суд отложился на целый год. Наконец 13 марта 1561 года король поставил судьей Гаспара Суньигу, архиепископа Сантьяго, а тот, в свою очередь, назначил двумя другими судьями членов Супремы епископов Валтодано и Симанкасу, известных враждебным настроем против обвиняемого. Каранса заявил отвод и этим судьям, но Филипп велел более никаких отводов не принимать. К этому времени Каранса находился в заключении уже почти два года.
Начавшийся процесс протекал с чрезвычайной медленностью. Наконец прокурор представил обвинительный акт, заключавший в себе 31 пункт. Каранса попросил открыть ему доступ к документам по делу, но просьбу оставили без удовлетворения. Пункты обвинения были сформулированы на основании фраз, извлеченных из его книги и рукописей, которые нашли в доме при аресте. Ему вменялись в вину также выписки из еретических сочинений, сделанные им с целью их опровержения; в качестве обвинительного материала использованы были даже случайные записи, составленные Карансой в далекой юности, лет сорок назад. В прениях вокруг всего этого прошел целый год, пока 5 июня 1562 года прокурор не представил обвинительный акт заново — на этот раз в него были включены также ходившие о Карансе слухи. Каранса просил вызвать и допросить свидетелей, которые должны были опровергнуть доводы прокурора; в их числе были названы Филипп II и принцесса Хуана, но суд, обойдя молчанием царственных особ, в вызове свидетелей отказал — на том основании, что все они принадлежат к числу его друзей. Тогда Каранса обратился к Филиппу. Он писал, что вот уже три года, как томится в тюрьме, а процесс только начался и обещает затянуться до бесконечности. В отчаянии он молил короля ускорить движение дела или разрешить ему апеллировать к папе. Дошло ли до короля его письмо — неизвестно, но последствий оно в любом случае не имело.
К этому времени дело Карансы приобрело уже характер европейского скандала. Это ярко отразилось на настроении епископов, собравшихся на третий Тридентский собор; они видели в судилище над архиепископом оскорбление церкви. Это тревожило Филиппа, и в письмах от 30 октября и 15 декабря 1562 года он предписывал своему представителю на Тридентском соборе и послу Испании в Риме сделать все, чтобы собор воздержался от заявления по делу Карансы. С большим трудом им это удалось — и то благодаря вмешательству папы, который успокоил прелатов уверением, что не позволит далее затягивать процесс и проследит за тем, чтобы Карансе вынесли справедливый приговор. Не будучи в состоянии помочь своему плененному собрату, епископы по крайней мере позаботились о собственной безопасности, приняв постановление о подсудности церковных иерархов исключительно папскому суду. Мало того, они добились от Римской конгрегации, составлявшей индекс запрещенных книг, чтобы комментарии Карансы были признаны истинно католической книгой, достойной внимания всех благочестивых людей, а от папы дозволения ее печатать. Впрочем, папа под давлением Филиппа вскоре отозвал свое решение.