Asumió el puesto de secretario del cardenal Barberini en 1623, a quien acompañó en sus viajes a Francia (1625) y España (1626), viaje este del que dejó escrito un diario con abundante información.Además de su larga amistad con Poussin, quien compartía sus intereses anticuarios y a quien Cassiano encargó la serie sobre los siete Sacramentos[4] (ahora en el Castillo de Belvoir y National Gallery de Washington) y el manuscrito ilustrado de Leonardo Le Regole e Precetti della Pittura, el patronazgo de Cassiano se extendió al pintor francés en Roma Simon Vouet y el escultor clasicista Alessandro Algardi, a Artemisia Gentileschi, Gian Lorenzo Bernini y Pietro da Cortona, así como a artistas contemporáneos menos conocidos a quienes mantuvo ocupados con encargos menores para su Museo Cartaceo.Parece que Cassiano también ejerció su mecenazgo con la publicación de manuscritos sobre la pintura por Matteo Zaccolini.Como anticuario, Cassiano aplicó una nueva metodología sistemática: los monumentos clásicos fueron cuidadosamente medidos, dibujados y anotados, de una forma que no se hizo habitual hasta mediados del siglo XVIII.[5] Su biógrafo contemporáneo fue Carlo Dati, cuya oración laudatoria Delle lodi del Commendator Cassiano dal Pozzo fue impresa en Florencia en 1664.
