Etter pave Leo XIIIs død (20. juli 1903) fremstod kardinalstatssekretær Mariano Rampolla (1843–1913, f. i Polizzi i bispedømmet Cefalù, kardinal 1887) etter manges mening som den mest sannsynlige pavekandidat (og også av noen betraktet som «liberal» i likhet med pave Leo XIII). Han ble for det meste støttet av italienske, franske og spanske kardinaler. Derimot ble han i tysk sammenheng sterkt mislikt som ansvarlig for kuriens (kanskje franskinspirerte) proslaviske politikk.
Dette kunne true statssammenholdet i øst som fulgte historisk gitte og ikke naturlige nasjonale grenser. For den strengt katolsk oppdratte keiser Franz Joseph av Østerrike (1830–1916, keiser fra 1848) som dog ikke bare var konservativ, men også fleksibel i sitt sterke mål om å holde riket sammen, ville valg av Rampolla være helt uakseptabelt, og han mente seg fra gammelt av som keiser å ha «vetorett» ved pavevalg.
Da kardinal Johann Kniaz de Kolzielsko Puzyna (1842–1911, f. i Gwozdziec i bispedømmet Leopoli, kardinal 1901, fyrstbiskop av Kraków som da tilhørte Østerrike) var underveis til Roma for å delta i konklavet, ble han fra jernbanestasjonen i Wien hentet til keiserpalasset der Franz Joseph – til tross for kardinalens protest – uttalte at han ikke kunne akseptere valg av Rampolla til pave, og at han fra gammelt av hadde vetorett.
I tillegg til kardinal Rampolla oppnådde også kardinal Antonio Gotti O.C.D. (1834–1916, f. i Genova, kardinal 1895, prefekt for Propagandakongregasjonen 1902) en god del stemmer i første omgang.
Men den som til sist ble valgt til pave, var kardinal Giuseppe Sarto (1835–1914, f. i Sinigalia i Riese i bispedømmet Trevisto, kardinal og patriark av Venezia 1893) som tok Pius X som navn. Hans klare og uttalte mål var å «fornye alt i Kristus», noe som ikke bare innebar omfattende fornyelse, men også «innstramninger» som senere nok har vært både mislikt og kritisert. Hans personlighet gjorde sterkt inntrykk, og i 1951 ble han saligkåret, med etterfølgende kanonisering i 1954.
Kardinal Luigi Oreglia di Santo Stefano (som skal ha ledet den ultrakonservative fløy i kurien) var i 1903 både dekan og kamerlengo.
31. juli 1903 hadde 62 kardinaler gått inn i konklave for å gjennomføre valget.
1. avstemningsrunde (1. august) fikk som utfall:
– Rampolla: 24 stemmer
– Gotti: 17 stemmer
– Sarto: 5 stemmer
– Andre: 16 stemmer
2. avstemningsrunde (1. august) fikk som utfall:
– Rampolla: 29 stemmer
– Gotti: 16 stemmer
– Sarto: 10 stemmer
– Andre: 7 stemmer
Om morgenen 2. august fremførte kardinal Puzyna følgende budskap:
Jeg har den ære, etter å være kalt til denne meget høye oppgave, ydmykt å be Deres eminense – som dekan for det hellige kollegium av Den hellige romerske kirkes eminente kardinaler og som Den hellige romerske kirkes kamerlengo – om at Han merker seg og at Han vil bekjentgjøre og erklære på halvoffisielt vis den følgende bemerkning: I Hans Apostoliske Majestet Frans Josef keiser av Østerrike og konge av Ungarns navn og med Hans autoritet, at Hans Majestet ønsker å gjøre bruk av eksklusjonsveto ut fra gammel rett og privilegium mot Hans eminense min herre kardinal Mariano Rampolla del Tindaro.**
– Roma, 2. august.
+ J. kardinal Puzyna
Det ble umiddelbart protestert mot en slik form for innblanding, dvs. bruk av katolske monarkers såkalte «eksklusjonsrett» (ius exclusivae), det være seg offisielt eller halvoffisielt. I de følgende avstemningsrunder viste det seg dog ikke lenger mulig å få flertall for Rampolla.
3. avstemningsrunde (2. august) fikk så som utfall:
– Rampolla: 29 stemmer
– Sarto: 21 stemmer
– Gotti: 9 stemmer
– Andre: 3 stemmer
4. avstemningsrunde (2. august) fikk som utfall:
– Rampolla: 30 stemmer
– Sarto: 24 stemmer
– Gotti: 3 stemmer
– Andre: 5 stemmer
5. avstemningsrunde (3. august) fikk som utfall:
– Sarto: 27 stemmer
– Rampolla: 24 stemmer
– Gotti: 6 stemmer
– Andre: 5 stemmer
6. avstemningsrunde (3. august) fikk som utfall:
– Sarto: 35 stemmer
– Rampolla: 16 stemmer
– Gotti: 7 stemmer
– Andre: 4 stemmer
7. avstemningsrunde (4. august) avsluttet valget med dette utfall:
– Sarto: 50 stemmer (valgt med mer enn 2/3 flertall)
– Rampolla: 10 stemmer
– Gotti: 2 stemmer
* Jf. pave Pius Xs apostoliske konstitusjon Commissum Nobis 20. januar 1904 (AAS 9 [1917] Pars II, 484–485), samt nr. 80 i pave Johannes Paul IIs apostoliske konstitusjon Universi Dominici Gregis 22. februar 1996.
** Honori mihi duco, ad hoc officium jussu altissimo vocatus, humillime rogare Vestram Eminentiam prout Decanum Sacri Collegii Eminentissimorum Sacræ Romanæ Ecclesiæ Cardinalium et Camerarium S.R.E. ut at notitiam suam percipiat idque notificare et declarare modo officioso velit; nomine et auctoritate suæ Majestatis Apostolicæ Francisci Josephi, Imperatoris Austriæ et Regis Hungariæ, jure et privilegio antiquo uti volentis, veto exclusionis contra Eminentissimum Dominum meum cardinalem Marianum Rampolla del Tindaro.