Казимир III Великий обратился к папе Римскому Клименту VI (1342–1352 гг.) с проектом создания здесь новой церковной провинции из семи епископств, со своей стороны, на независимости этой провинции от примаса Польши, архиепископа Гнезно, настаивала Венгрия. Проект не получил одобрения папы, однако определённые реформы в области католической церковной организации всё же были проведены в конце 1360 гг. Так, во Владимире-Волынском началось строительство кафедрального собора Пресвятой Девы Марии. Под 1367 г. в источниках упоминается Галицкий архиепископ Кристин как глава новой особой провинции католической церкви (о его деятельности не сохранилось надёжных сведений). Официально католическое архиепископство в Галиче было учреждено в 1375 г. О политике Казимира III Великого по отношению к православной церкви в его владениях исследователям известно мало. При взятии Львова (1340 г.) он обещал, что не будет делать «обрядам (православной) веры ни насилия, ни перемен» («Хроника» Яна Длугоша) и «в старожитной вере никто им (русинам) николи ничого не чинил» (Густынская летопись), «во всём защищать их (русинов) и хранить при их обрядах, правах и обычаях» (письмо Казимира III Великого к папе Римскому Бенедикту XII; 1334–1342 гг.), однако, уже 29 июня 1341 г. папа Бенедикт XII потребовал от Краковского епископа, чтобы он освободил короля от этой клятвы. У исследователей есть основание полагать, что под властью Казимира III Великого сохранялась традиционная церковная организация. В документе 1366 г. упоминается как свидетель, скрепивший документ своей печатью, Перемышльский епископ Парион «и с крилошаны». Епископства подчинялись Киевскому митрополиту Феогносту, а после его смерти в 1353 г. решением Синода, разделившего в 1355/1356 г. митрополию между митрополитом Алексием и митрополитом Романом Литовским, – литовскому ставленнику Роману. После смерти Романа Казимир III Великий обратился к Константинопольскому патриарху с просьбой восстановить упразднённую в 1347 г. Галицкую митрополию и поставить митрополитом предложенного польским королём кандидата Галицкого епископа Антония. В противном случае, указывалось в письме, придётся обратить русинов в латинскую веру. Патриарх Филофей Коккин (1354–1355, 1364–1376 гг.) в 1371 г. удовлетворил эту просьбу. В правление Казимира III Великого, у которого не было законнорожденных сыновей, вопрос о наследнике престола был одним из главных. В 1339 г. был заключён договор о престолонаследии с королём Карлом Робертом, он должен был занять польский трон, если Казимир III Великий умрёт, не оставив наследника. В 1355 г. аналогичный договор был перезаключён с племянником Казимира III Великого и преемником короля Карла Роберта венгерским королём Лайошем I. В соответствии с этим соглашением Лайош I унаследовал Польское королевство в 1370 г. Казимир III Великий был похоронен в замке Вавель в Кракове.