В канонизации Казимира играли роль политические факторы. У Литвы (принявшей западное христианство в 1387) не было «своего» святого. Кроме того, святой из династии Ягеллонов дал бы дополнительный вес династии и связанным с нею вельможным родам. Усиленные старания о канонизации своего брата предпринимал Сигизмунд I Старый . В 1517 Папа Римский Лев X назначил соответствующую комиссию. Присланный в Литву папский легат ознакомился с распространяющимся культом Казимира, приготовил его жизнеописание и литургические тексты в его честь. Папа Римский Лев X издал в 1521 канонизационную буллу, однако она пропала вместе с другими документами, связанными с канонизацией Казимира. Только королю Сигизмунду III Вазе удалось получить новую буллу „Quae ad Sanctorum“, изданную 7 ноября 1602 Климентом VIII на основе копии буллы Льва X, обнаруженной в ватиканском архиве. По поводу канонизации был вскрыт гроб Казимира и останки его, по свидетельству очевидцев, оказались нетронутыми тленом.
Церемония канонизации состоялась в 1604 в кафедральном соборе Св. Станислава в Вильне. По этому поводу был освящён краугольный камень первого костёла Святого Казимира при иезуитской коллегии. Народная скульптура. Музей в ШяуляйВ 1636 мощи святого были торжественно перенесены в капеллу Святого Казимира кафедрального собора. В 1953 мощи были перенесены в костёл Святых Петра и Павла. 4 марта 1989 мощи были торжественно перенесены в возвращённый верующим кафедральный собор.