W Bolonii i Parmie thumb|200px|Madonna z długą szyją (1535 r.); olej na desce; Galeria Uffizi, Florencja Po trzyletnim okresie przebywania w Bolonii, Parmigianino w roku 1530 powrócił do rodzinnej Parmy. Otrzymał tam zamówienie na dwa obrazy, Św. Józefa i Św. Jana Chrzciciela, mające trafić do powstającego kościoła Santa Maria Della Steccata. W ciągu kolejnych czterech lat dzieła pozostawały jednak nieukończone, a ich twórca za niedotrzymanie warunków umowy trafił w końcu na dwa miesiące do więzienia. Według Vasariego zaniedbywanie obowiązków wiązało się z pogłębiającą się u Parmigianina fascynacją wiedzą tajemną oraz studiowaniem alchemii. Malarz z roku na rok stawał się coraz bardziej kapryśny, melancholijny i ekscentryczny. W tym okresie powstawało bez wątpienia najbardziej znane jego dzieło, Madonna z długą szyją (1535 r., olej na desce), namalowane dla kościoła Santa Maria de Serviti w Parmie. Skrajne wydłużenie postaci, wytworność gestów i zagadkowość niektórych symboli umieściły ten obraz wśród najbardziej rozpoznawalnych dzieł manieryzmu.
Parmigianino zmarł 24 sierpnia 1540 r. w Casalmaggiore w wieku 37 lat. Pochowano go „nago, krzyżem z drzewa cyprysowego na piersi”.