Dopo il governo di Tomé de Sousa, il Portogallo ha dovuto affrontare un serio problema a Rio de Janeiro. L'invasione dei francesi e la loro alleanza con gli indiani della regione presero una parte significativa, diventando una minaccia per il dominio portoghese. La principale conquista del terzo governatore generale del Brasile, Mem de Sá, fu proprio l'espulsione dei francesi e il controllo della situazione.
Mem de Sá assunse il governo della colonia nel 1558 e continuò a governare per 15 anni. La prima cosa che fece fu aggirare la situazione dell'invasione francese. In un primo attacco, Mem de Sá riuscì a distruggere il forte Coligny, ma non fu sufficiente per vincere la disputa. Così, il 1° marzo 1565, il nipote di Mem de Sá, Estácio de Sá, fondò la città di São Sebastião, che divenne la base delle operazioni nella lotta contro i francesi. L'esito del caso avvenne solo con l'aiuto delle truppe del governatore e della regione di São Vicente e degli indiani Temiminos di Espírito Santo, dove fu possibile espellere definitivamente gli stranieri.
Nel 1563, i gesuiti José de Anchieta e Manuel de Nóbrega riuscirono a stabilire una pace tra gli indiani Tamoio e i portoghesi, il cosiddetto Paz de Iperoig. La fine del conflitto tra gli indiani Tamoio e i portoghesi fu importante per consentire la sopravvivenza del Colégio de São Paulo e la permanenza dei colonizzatori nella regione.
Sebbene Mem de Sá abbia vissuto con seri problemi, come la fame e il vaiolo a Bahia, il suo governo è stato caratterizzato da relativa pace e prosperità. Nel 1572, Mem de Sá decise di lasciare il governo generale e tornare in Portogallo. Nello stesso anno morì. Dopo la sua morte, il Brasile fu diviso in due governi: il Nord, con sede a Salvador, e il Sud, con sede a Rio de Janeiro.
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