Der Hauptstamm erlosch 1627, was den Mantuanischen Erbfolgekrieg auslöste. Der Kaiser versuchte, Mantua als erledigtes Reichslehen einzuziehen, doch erhielt am Ende des Krieges der Herzog von Nevers und Rethel aus einer jüngeren, französischen Linie der Gonzaga auch das Herzogtum Mantua. Frankreich hatte zu seinen Gunsten eingegriffen und der Kaiser brauchte seine Truppen für andere Schauplätze im Dreißigjährigen Krieg. Nevers und Rethel wurden 1659 an den Kardinal Mazarin verkauft. Das Herzogtum Mantua erlitt im Verlauf des Erbfolgekrieges einen Verlust von Dreiviertel der Einwohner und völlig zerrüttete Staatsfinanzen. Bereits in den 1680er Jahren musste das Herzogtum das strategisch wichtige Casale an Frankreich verkaufen.