In questa veste, partecipò a Roma al Concilio Vaticano I, celebratosi tra il 1869 e il 1870, quando fu interrotto a causa della Presa di Roma. Prese parte ai lavori come componente della Commissione "De Fide", presieduta dal cardinale Luigi Maria Bilio e fu uno degli ideatori della costituzione "Pastor Aeternus" che, come noto, definisce il dogma dell'infallibilità papale, di cui scrisse il terzo capitolo.