W 1750 roku w Lyonie Casanova został wolnomularzem. Dzięki przynależności do masonerii poznał później wiele prominentnych osobistości w całej Europie. Wkrótce potem dotarł do Paryża, gdzie oddał się gorliwej obserwacji miejscowych zwyczajów i doskonaleniu znajomości języka francuskiego. W 1753 roku, poprzez Drezno, gdzie wydał włoski przekład libretta opery Zoroaster, i Wiedeń, powrócił do Wenecji. Tam dzięki wspólnej kochance zawarł znajomość z francuskim ambasadorem de Bernis. Prawdopodobnie podejrzewany z tego powodu o szpiegostwo, 26 lipca 1755 roku został aresztowany przez (wł. Inquisitori di Stato, nie mylić z inkwizycją kościelną) pod pretekstem uprawiania czarów i osadzony z pięcioletnim wyrokiem w I Piombi, czyli celach pod ołowianym dachem Pałacu Dożów (o długości kary go nie powiadomiono).
Przez 13 miesięcy przebywał w mrocznej celi, od dachu chłodnej zimą, a gorącej latem, za niskiej na to, by w mógł w niej swobodnie stać. Gdy już prawie ukończył przygotowania do ucieczki, znajomi patrycjusze wpłynęli na przeniesienie go do przestronniejszego pomieszczenia i dostęp do książek.