La scelta ricadde su Carlo Gonzaga-Nevers, cugino del padre, alla cui famiglia, nonostante il parere contrario dell'imperatore, fu affidata la successione dinastica. Il giorno di Natale del 1627, ormai in punto di morte, Vincenzo acconsentì al matrimonio tra Carlo di Rethel (figlio di Carlo Gonzaga-Nevers) con la propria nipote Maria Gonzaga, figlia del defunto duca Francesco IV e di Margherita di Savoia. Celebrate le nozze, Vincenzo II spirò: il rifiuto dell'imperatore Ferdinando II di approvare la successione di Carlo Gonzaga-Nevers causerà lo scoppio della guerra.