V říjnu 1941 byl Karol Wojtyła převelen přímo do chemičky Solvay, kde pracoval u čističky odpadních vod. Práce zde nebyla tolik namáhavá jako v kamenolomu a umožňovala mu čtení knih. Kvůli této okolnosti dobrovolně sloužil noční směny, během nichž dospěl k novému pochopení mariánského kultu, jenž je jedním z typických rysů polského katolicismu. V červenci téhož roku ve svém bytě v Tyniecké ulici ukryl před Němci přítele z dob divadelních aktivit ve Wadowicích Miedzysłava Kotlarczyka a jeho manželku Zofiu. Spolu s Kotlarczykem 22. srpna založili Rapsodické divadlo ("Teatr Rapsodyczny"), jehož první představení, Słowackého "Král Duch", se v utajení konalo 1. listopadu. V následujících měsících se členové Rapsodického divadla spojili s podzemní organizací UNIA, která byla svázána s katolickým prostředím, stala se nástrojem ideologického a kulturního odpoje proti nacistickým okupantům a mimo jiné se snažila chránit pronásledované Židy. Nicméně po celý rok 1941 až do půlky roku následujícího, ovlivněn smrtí otce i dramatickými událostmi nacistické okupace, prodělával Karol Wojtyła psychologický zápas, který později definoval jako proces „vnitřního osvícení“, a postupně v něm dozrálo přesvědčení, že byl vyvolen pro kněžskou dráhu. Z těchto důvodů na podzim roku 1942 zažádal v rezidenci krakovského arcibiskupa o přijetí za kandidáta kněžství. Tehdejší rektor semináře Jana Piwowarczyk jeho žádosti vyhověl a Karol Wojtyła se tak stal jedním z prvních deseti seminaristů, jejichž studium muselo kvůli nacistickým represáliím probíhat v ilegalitě. Jako osudové potvrzení svého rozhodnutí stát se knězem vnímal i skutečnost, že 29. února 1944 přežil nehodu, při níž ho srazil a vážně poranil německý nákladní automobil a byl nucen strávit dva týdny v nemocnici.