Вскоре после приезда Рубенс становится придворным художником Винченцо Гонзага, знатока и любителя искусства, и приступает к выполнению его заказов, правда, немного похожих на прихоть: пишет для «Camerino dell dame», зала во дворце, копии с портретов знаменитых красавиц, а также с портретов известных властителей Европы. Многие из оригиналов, которые он копировал, принадлежали кисти Тициана, Веронезе, Порденоне, Ф. Клуэ, что дало возможность серьезно изучить технику этих мастеров. По заказу эрцгерцога Альберта в 1601–1602 годах художник выполняет три алтарные композиции для капеллы св. Елены в римской церкви св. Креста Иерусалимского — «Коронование терновым венцом», «Водружение креста» и «Св. Елена с крестом» (все — Госпиталь, Грассе). В капелле св. Елены незадолго до этого были произведены реставрационные работы, восстановлены мозаики. В работах по украшению капеллы фресками приняли участие сначала Балдассаре Перуцци, потом Помаранцио. Капелла пользовалась особой привилегией — служить мессу в ней могли лишь римский папа и кардинал — этот титул носил ранее эрцгерцог Альберт. Рубенс получил этот почетный заказ летом 1601 года и переехал в Рим. К началу весны 1602 года алтарные картины были закончены. В небольшом помещении капеллы они должны были особенно сильно воздействовать на зрителя, активно включая его в драматический настрой образов и чувств. В работах, среди которых следует выделить прежде всего «Коронование терновым венцом», легко обнаруживаются как достоинства, так и недостатки развивающегося стиля молодого Рубенса. Сразу улавливается его увлеченность сложной компоновкой фигур, взятых в трудных ракурсах, разнообразные пластические задачи, которые он ставит себе в рисунке. Он пытается овладеть композицией, базирующейся на новых основах — на внутреннем равновесии движущихся разноустремленных масс, достигает в этом успеха, но группировки страдают еще некоторой перегрузкой. Оригинальность композиции «Водружение креста» состоит в необычном замысле — основание креста вынесено за пределы картинной плоскости и сам крест в конечном итоге должен как бы выйти из нее. Выделенная светом фигура Христа подчеркивает диагональ, наклон креста, она провисает, поддерживаемая силачом с могучей мускулатурой. Рубенс увлечен выявлением этого противоборства сил, видя в такого рода пластических решениях новые для себя творческие задачи.
Между 1602–1606 годами был написан «Автопортрет в кругу друзей» (Вальраф-Рихарц музей, Кёльн). Он чрезвычайно важен для понимания рубенсовского мироощущения в те годы. Художник представил в нем группу людей, ему духовно близких. Рядом с ним его брат Филипп, известный филолог, философ Юст Липсий, художник Франс Поурбюс, возможно его ученик Деодат дель Монте и гуманист Эрициус Путеанус. Рубенс испытывал настоятельную потребность в духовном общении с людьми, обмене мнениями, знаниями, о чем свидетельствует его обширная переписка, сохранившаяся лишь в малой своей части. Возникший в Италии групповой портрет свидетельствует о желании художника уже тогда чувствовать вокруг себя дружескую атмосферу взаимопонимания. Строгие профили его друзей уподоблены портретным изображениям на античных медалях. Рубенс работает и далее как портретист, создав несколько портретов, в том числе конный портрет Джанкарло Дориа (Палаццо Веккьо, Флоренция). Однако, добившись в нем известных успехов, он их перекроет в другом, знаменитом своем конном портрете, написанном в следующем, 1603 году, когда он будет работать в Испании, в поместье Лермы.