Furono vani anche i tentativi di numerosi patrioti di annettere Roma al Regno d'Italia, e la situazione rimase invariata finché regnò Napoleone III, imperatore francese contrario alla sparizione dello Stato Pontificio. Tuttavia, quando cadde il Secondo Impero nel 1870, l'Italia non ebbe più ostacoli e poté procedere all'annessione dello Stato della Chiesa.
Il 20 settembre i bersaglieri comandati dal generale Raffaele Cadorna aprirono una breccia nella cerchia delle mura aureliane, nei pressi di Porta Pia, ed entrarono a Roma: Pio IX fu costretto a ritirarsi; gli vennero concessi solamente il Vaticano, il Laterano e la villa pontificia di Castel Gandolfo. Roma, pertanto, fu annessa al Regno d'Italia, di cui divenne capitale con la legge del 3 febbraio 1871.