Sekitar 10 menit setelah meninggalkan rumah sakit, Paus Leo tiba di Vatikan. Dia dijadwalkan kembali menjalankan sebagian tugasnya pada Minggu dengan menyapa umat melalui doa Angelus, tepat satu pekan setelah mengumumkan kepada umat di Lapangan Santo Petrus bahwa dokter menemukan nodul atau benjolan di paru-parunya.
Pengungkapan kondisi kesehatan tersebut tergolong terbuka bagi seorang paus. Pada Selasa (13/10/2026), Paus Leo menjalani operasi pengangkatan lobus bawah paru-paru kanannya. Operasi itu mengonfirmasi bahwa dia menderita adenokarsinoma, jenis kanker paru-paru yang paling umum.
Sejak menjalani operasi, Paus Leo menunjukkan tanda-tanda pemulihan yang baik. Dia sempat berbicara melalui telepon dengan Presiden Rusia Vladimir Putin, mengadakan pertemuan dengan para pembantu senior, serta memimpin Misa di sebuah kapel darurat di rumah sakit.
Buletin medis dari dokter pribadi dan dokter bedahnya juga menyebutkan bahwa pemulihan pascaoperasi berjalan baik. Paus Leo dilaporkan telah mampu melakukan aktivitas sehari-hari secara normal tanpa bantuan siapa pun.
Pada Jumat (16/10/2026), Vatikan merilis foto-foto pertama Paus Leo setelah operasi. Foto tersebut memperlihatkan dirinya mengenakan jubah liturgi hijau saat berdiri di depan altar kapel rumah sakit.