Les tropes que defensaven Roma no eren massa nombroses, consistint en 5.000 milicians comandats per Renzo da Ceri, a més de la Guàrdia Suïssa. Les fortificacions de la ciutat incloïen la ressistent Muralla Aureliana, i comptaven amb una bona força d'artilleria, de la qual careixia l'exèrcit imperial. El duc Carles necessitava conquerir la ciutat ràpidament, per a evitar quedar atrapat entre la ciutat assetjada i les forces de la Lliga.
El 6 de maig, l'exèrcit imperial va atacar els murs al Gianicolo i al turó Vaticà. El duc Carles va ser ferit de mort en l'assalt, suposadament per Benvenuto Cellini. La mort del darrer cap respectat pels soldats va provocar que l'últim rastre de contenció desapareguera entre la tropa, i l'exèrcit va capturar fàcilment la ciutat el mateix dia. Una de les gestes més notables de la Guàrdia Suïssa va ocórrer en l'enfrontament. Gairebé tots els seus membres van ser massacrats per l'exèrcit imperial en les escales de la Basílica de Sant Pere del Vaticà. De 189 guàrdies, només 42 hi van sobreviure, però el seu valor va possibilitar que el papa Climent VII puguera fugir sà i estalvi pel passetto di Borgo, un passadís secret que encara uneix la Ciutat del Vaticà amb el Castel Sant'Angelo.
Després de l'execució de vora 1.000 defensors, va començar el pillatge. Esglésies i monestirs, però també palaus dels prelats i cardenals, van ser destruïts i espoliats de qualsevol objecte preciós. Monges i altres dones van ser violades lliurement; els homes van ser torturats i assassinats. Fins i tot els cardenals pro-imperials van haver de pagar per a salvar les seues riquesses de la rapinya dels soldats. El 8 de maig, Pompeo Cardinal Colonna, un enemic personal de Climent, va aplegar a la ciutat. Anava acompanyat per camperols de les seues propietats, vinguts per a venjar-se'n dels previs saquejos als que havien estat sotmesos per ordre del Papa. No obstant això, Colonna va sentir-se colpit pel despietat estat de la ciutat, i va hostatjar al seu palau alguns ciutadans romans.
Després de tres dies de pillatge, Philibert va ordenar el cessament del saqueig, però hi van obeir ben pocs soldats. Mentrestant, Climent continuava presoner al Castel Sant'Angelo. Francesco Maria della Rovere i Michele Antonio de Saluzzo van arribar amb algunes tropes l'1 de juny a Monterosi, al nord de la ciutat. Llur capteniment, probablement massa caut, els va impedir obtenir una fàcil victòria sobre els ara completament indisciplinats soldats imperials. El 6 de juny, Climent es va rendir, i va accedir a pagar un rescat de 400.000 ducats a canvi de la seua vida; a més de la cessió de Parma, Piacenza, Civitavecchia i Mòdena al Sacre Imperi Romanogermànic (tot i que només la darrera havia estat ocupada de fet). Alhora, Venècia va treure profit de la situació capturant Cervia i Ravenna, amb Sigismondo Malatesta tornat a Rimini.
Conseqüències
Carles V es va trobar molt amoïnat i impotent per aturar les seues tropes, però per altra banda no li va desagradar el fet que aquest colp havia estat decisiu en la seua lluita contra el Papat, arribant fins i tot a empresonar al Papa. Climent VII passaria la resta de la seua vida intentant evitar qualsevol enfrontament amb Carles V, rebutjant qualsevol decisió que puguera desagradar-li (per exemple, va refusar l'anulació matrimonial d'Enric VIII d'Anglaterra i Caterina d'Aragó, que era tia de Carles).
El saqueig va marcar el final del Renaixement a Roma, va danyar el prestigi del Papat i va deixar les mans lliures a Carles V per a actuar en contra de la Reforma a Alemanya. No obstant això, Martí Luter va comentar: "Crist regna de tal manera que l'Emperador que persegueix Luter a causa del Papa es veu forçat a destruir el Papa a causa del Luter" (LW 49:169).
En commemoració del Saqueig i de la valentia de la Guàrdia Suïssa, els nous membres de la Guàrdia juren el seu càrrec el 6 de maig de cada any.
