Sau khi Gioan Maria Vũ Tất hoàn tất các chương trình học và thử thách mục vụ, ông đủ mọi điều kiện để được thụ phong linh mục theo quy định của Giáo hội Công giáo. Suốt nhiều năm liền Tòa giám mục đề nghị chính quyền chấp nhận để tổ chức lễ phong chức linh mục cho Phó tế Vũ Tất, nhưng đều không được chính quyền đồng ý. Hồng y Phaolô Giuse Phạm Đình Tụng, lúc ấy là đang là giám mục Giáo phận Bắc Ninh đã quyết định thụ phong linh mục chui" cho thầy Gioan Maria Vũ Tất vào ngày 1 tháng 4 năm 1987.[5] Thánh lễ thụ phong linh mục cho Gioan Maria Vũ Tất được tổ chức trong một căn phòng tại toà giám mục Bắc Ninh mà không cần sự chấp nhận của chính quyền.[6]

Trước khi lễ thụ phong diễn ra một ngày, Gioan Maria Vũ Tất phải giả làm một người bán rau. Ông đi xe đạp vượt con đường gần 100 km từ quê nhà ở Thạch Thất ra tới Bắc Ninh để tham dự lễ phong chức linh mục cho mình nhằm tránh bị chính quyền phát hiện.[5][7]

Sau khi lãnh nhận chức linh mục, Gioan Maria Vũ Tất được cử về mục vụ tại giáo phận Hưng Hoá. Ông đặc trách việc đào tạo các linh mục cho đến năm 1995. Cũng trong thời gian này, có một năm ông đi tu nghiệp tại Ðại Chủng viện Thánh Giuse, Hà Nội.[8]

Năm 1995, linh mục Gioan Maria được tòa giám mục cử đi học Giáo luật tại Ðại học Urbaniana, Roma. Năm 1997, linh mục Vũ Tất tốt nghiệp cử nhân Giáo luật. Sau khi tốt nghiệp cử nhân tại Rôma, linh mục Vũ Tất được Giám mục cho phép qua Pháp. Tại Paris, linh mục Tất tiếp tục theo học các khóa về mục vụ tại Ðại học Công giáo Paris, Pháp.[9]

Năm 1998, linh mục Gioan Maria Vũ Tất về nước. Ông đảm nhận chức trợ tá tại tòa Giám mục Hưng Hoá, kiêm nhiệm phụ trách mục vụ tại tỉnh Lào Cai.[10].

Từ năm 1999 đến năm 2004, linh mục Gioan Maria là giảng viên môn Giáo luật tại đại chủng viện Thánh Giuse, Hà Nội. Đến năm 2003, ông được giám mục giáo phận giao làm chính xứ giáo xứ Bách Lộc, giáo phận Hưng Hoá. Ông thi hành mục vụ ở giáo xứ Bách Lộc bảy năm, cho đến năm 2010. Đầu năm 2005, ông được giao kiêm nhiệm chức phó giám đốc Đại chủng viện Thánh Giuse Hà Nội, phụ trách cơ sở 2 tại Cổ Nhuế, Sở Kiện.[11]