Alla notizia della morte del Borgia (Alessandro VI), il popolo romano si abbandonò in manifestazione di gioia. Era del resto stato il suo pontificato uno dei periodi più tristi della storia della Chiesa, un'età di corruzione e di nepotismo, di crisi dell'autorità spirituale e temporale del Papa.
Diffusasi la notizia della sua morte, a Roma erano precipitosamente rientrati gli Orsini e i Colonna, nel tentativo di riprendere il loro antico prestigio. E nel farlo qualche tumulto lo incitarono ma senza particolari conseguenze.

Il figlio del papa morto, Cesare (il Valentino) era ancora a letto con la stessa febbre perniciosa che aveva condotto alla tomba il padre; tuttavia, aveva inviato i suoi scagnozzi in Laterano, e aveva già provveduto a mettere le mani sul tesoro pontificio, due casse di monete d'oro, oltre una discreta quantità di oggetti di valore. Inoltre sempre con i suoi soldati teneva sotto controllo la situazione, soprattutto in Vaticano, dove doveva avvenire la nuova elezione e dove ovviamente mirava a influire sul suo andamento o meglio a dominare le sorti del conclave. 
Il collegio cardinalizio temendo proprio un colpo di mano del Valentino per eliminare questo pericolo venne subito a patti con lui, assicurandogli un salvacondotto di tre giorni nello Stato Pontificio, garantendogli i suoi possedimenti in Romagna e il titolo di gonfaloniere della Chiesa. Non lo volevano però nel conclave, e nemmeno a Roma. Cesare - che malato com'era non era di certo nelle condizioni di fare diversamente - accettò di lasciare Roma entro tre giorni, e malandato com'era andò a proseguire la convalescenza a Nemi.

Il 16 settembre 1503, si riunì il conclave formato da 38 cardinali; una buona parte erano Spagnoli, l'altra composta da Francesi. I primi erano legati ai Borgia, i secondi in contrasto proprio con gli Spagnoli, per il fatto che da qualche tempo stavano litigando per la spartizione del Regno di Napoli , che insieme avevano strappato agli Aragonesi. Gli italiani erano pochi, inoltre non contavano nulla, anche se - guidati dall'abile Giuliano Della Rovere- erano loro l'ago della bilancia.
Nessuno dei due gruppi - com'era di norma per l'elezione di un nuovo pontefice - poteva raccogliere i due terzi di voti; fu quindi allora accettata la proposta italiana di una candidatura di transizione in attesa del maturare degli eventi.

Il 22 settembre i voti andarono a un anziano e devoto cardinale di Siena, che non era mai stato impegnato politicamente e questo ne aveva facilitato la scelta, però era con il piede già nella fossa, perchè da tempo sofferente di gotta; il prescelto era Francesco Todeschi Piccolomini, nato a Siena il 9 maggio 1439, figlio di una sorella di Pio II, ed infatti dopo essere stato eletto papa prese il nome di Pio III.
Fu consacrato nella basilica di S. Pietro dal cardinale Riario l'8 ottobre, ma soffriva di così gravi disturbi ed era così malandato che - com'era costume - non andò nemmeno a prendere possesso della basilica di S. Giovanni in Laterano.

Giuliano Della Rovere che capeggiava il gruppo cardinalizio italiano, con l'elezione del malconcio Piccolomini, era convinto di poterlo manovrare a suo modo. Ma per la sua indole di uomo amante della pace, Pio III non volle prendere dure posizione nei confronti di Cesare Borgia, anzi, quando il Valentino - sempre in convalescenza a Nemi - fece una accorata richiesta di tornare a Roma, nella sua ingenua bontà, il papa la concesse, così giustificandosi "I cardinali spagnoli hanno interceduto per lui e mi hanno detto che egli è gravemente ammalato e che non può più guarire. Desidera ardentemente tornare a Roma per esalarvi l'ultimo respiro; gli ho concesso questa grazia."

Cesare era invece perfettamente guarito, e tornò sì a Roma, ma si trincerò da padrone a Castel S. Angelo, allarmando gli Orsini e i Colonna, che subito chiesero al papa di farlo catturare. Ma ancora una volta la bontà di Pio III ebbe la meglio "E' mio dovere essere misericordioso con tutti" e condannò qualsiasi azione fosse intrapresa contro "...il diletto figlio Cesare Borgia di Francia, duca di Romagna e di Valenza, gonfaloniere della Chiesa". Anche se poi aggiunse "...ma vedo che finirà male dinanzi al giudizio di Dio"

Quando poi Pio III il 13 ottobre si mise a letto per un altro improvviso attacco di gotta, gli Orsini e i Colonna, insieme tentarono un colpo di mano per eliminare il Borgia, ma andò a vuoto. Pochi giorni dopo, il 18 ottobre, Pio III moriva. I cronisti maligni dell'epoca dissero "assassinato" con un veleno propinatogli da Pandolfo Petrucci, signore di Siena, ma dal Piccolomini considerato usurpatore e tiranno della sua città natale.

Il pontificato di Pio III non era durato nemmeno un mese. 
Le sue spoglie mortali, assieme a quelle dello zio, vennero in seguito (nel 1614) trasportate nella chiesa di S. Andrea della Valle, in Roma.

La morte di Pio III, non colse impreparato il collegio dei cardinali, tutti sapevano che la sua malattia irreversibile l'avrebbe a breve termine portato alla tomba, quindi i maneggi tra i diversi gruppi per una nuova elezione erano iniziate già all'indomani della sua elezione. Infatti quando il 31 ottobre 1503 si riunirono in conclave, dopo poche ore elessero Giuliano Della Rovere, che prese il nome di Giulio II.