La residenza ad Urbino non fu però statica: impiegato dal suo signore quale ambasciatore, fu nell'autunno/inverno 1506 in Inghilterra alla corte di Enrico VII Tudor per ringraziare il sovrano inglese della concessione a Guidobaldo dell'onore di far parte dell'Ordine della Giarrettiera. Fu in quest'occasione che dedicò al sovrano inglese la "Epistola de vita et gestis Guidubaldi Urbini Ducis". Ancora, nel maggio 1507 fu a Milano per rappresentare il duca presso Luigi XII di Francia, ma fu spedito anche a Roma come ambasciatore, visti gli strettissimi legami feudali che intercorrevano tra la Santa Sede e il Ducato d'Urbino, ora che il titolo ducale era passato a Francesco Maria I della Rovere, parente di Giulio II (1508). Nel frattempo, agli inizi del ducato di Francesco Maria, Castiglione era stato nominato dal nuovo duca di Urbino podestà di Gubbio affinché i suoi cittadini rimanessero fedeli alla causa roveresca, riuscendovi. Durante questi anni l'umanista partecipò anche alle imprese belliche del papa guerriero, quale per esempio l'assedio della Mirandola che si svolse dal 19 dicembre 1510 al 20 gennaio 1511 o la presa di Bologna da parte delle truppe urbinati. Dimostratosi devoto alla causa del suo signore, questi gli concesse il 2 settembre 1513 il castello di Nuvilara, nel Pesarese, col titolo di conte.