Na Amakusa Michał Carvalho, ukrywając się przebrany za żołnierza, przez dwa lata przyswajał język i zasady inkulturacji. Gdy miejscowemu gubernatorowi otwarcie wyznał, że jest misjonarzem, a prawdziwym celem pobytu jest głoszenie Ewangelii i nawracanie na chrześcijaństwo, wydalono go z wyspy. Dzięki pomocy współwyznawców dotarł do Nagasaki, gdzie prowincjał ojciec Franciszek Pacheco doradzał mu roztropność w realizacji apostolatu i skierował go do opieki małej grupy zamieszkującej podmiejskie tereny. 22 lipca 1623 roku, gdy wracał z posługi duszpasterskiej w Ōmurze, został aresztowany za sprawą donosu. W tamtejszym więzieniu dołączył do Piotra Vázqueza OP, Ludwika Sotelo OFM i dwóch japońskich franciszkanów Ludwika Sasadę oraz tercjarza Ludwika Babę. Czas pobytu w niewoli Michał Carvalho dzielił między celebrowanie codziennych mszy i modlitwy. Zachowały się listy świadczące o harcie ducha wykazywanym w obliczu chorób, głodu i chłodu. 24 sierpnia wydano wyrok śmierci, który wykonano następnego dnia w Shimabarze.