Затем, получив на народном собрании в Брене согласие своих вельмож на поход, Пипин в августе 754 г. двинулся в сопровождении папы в Италию. Папа горячо желал достигнуть своих целей без кровопролития. И он, и король, еще будучи в походе, предлагали Айстульфу через послов отказаться от всего, что было им захвачено, убеждая его вернуть «собственникам их собственность» и обещая, в случае его согласия на это, уплатить выкуп; но, к выгоде для светских замыслов римских епископов, Айстульф отклонил эти предложения. Таким образом состоялся оставшийся навсегда памятным поход Пипина; это было первое вторжение короля франков в Италию, имевшее всемирно-историческое значение.
Покровитель папы перешел через Альпы, разбил врага при Сузе и осадил его столицу Павию. Тогда перепуганный Айстульф стал сам просить мира, который и был немедленно заключен. Айстульф торжественно поклялся, что он возвратит Равенну и другие города. Это было осенью 754 г. В такой короткий срок были достигнуты столь крупные результаты, свидетельствующие, между прочим, что внушавшее страх могущество лангобардов уже было на исходе. Пипин поспешил после того во Францию, а папа в сопровождении послов Пипина, его сводного брата Иеронима и аббата Фульрада направился в Рим, где был встречен ликующим народом как спаситель и избавитель.
Биограф Стефана лишь в общих чертах отмечает, что Айстульф обязался вернуть Равенну и другие города, и ничего не упоминает о каком-либо даре, полученном папой в то время. Между тем из двух писем Стефана конца 754 г. видно, что Пипин по заключении мира осенью действительно выдал Стефану дарственную грамоту. Этот письменный акт явился основой пипино-каролингского церковного государства; содержание этого акта, однако, не вполне ясно, так как остается неизвестным, идет ли речь о возврате церковных имений или греческих провинций. Ни одним словом в нем не упоминается о Равенне и экзархате.
Теперь надлежало привести эту грамоту в исполнение: папе должны были быть возвращены захваченные лангобардами города. Соответственное официальное выражение гласило так: «возвращение римской республике»; под этим уже нельзя было понимать отвлеченного государства, а только римское герцогство, главой которого был папа. Скорее можно было также подразумевать самую римскую церковь, которая, как еще нарождавшаяся светская власть, с дипломатическим тактом скрывалась за этим общим обозначением Respublica, заимствованным от древнего, еще сохранявшегося понятия о государстве.
Но едва Пипин успел удалиться от Павии, как король Айстульф решил нарушить договор. Он не возвратил папе ни одного города и в конце 755 г. двинулся на римское герцогство, желая наказать лисицу, которая осмелилась утащить добычу из пасти льва. Стефан увидел, что ему грозит большая опасность и что он совершенно беззащитен. Боясь быть обманутым франками, он писал им слезные послания. Латынь этих писем варварская; стиль напыщенный, как во всех других письмах каролингского собрания рукописей; приторные эпитеты вроде «ваша медоточивая милость; сладостные, как мед, взгляд и лик» свидетельствуют, в какой степени непривлекателен был придворный язык того времени, представлявший смесь высокопарных выражений византийской придворной канцелярии и библейских изречений. К меду своих посланий Стефан примешивал еще горечь упреков, обращенных к Пипину за его легковерие. Папа напоминал королю, что он, папа, совершил путешествие, полное опасностей, и помазал Пипина на царство, что св. Петр избрал Пипина преимущественно перед всеми земными государями заступником церкви и что Пипин дал к лягву в том, что будет охранять права апостола. Письма эти были отосланы в франкское государство; между тем Айстульф скоро появился перед стенами Рима.
Два столетия протекло с той поры, как Рим перенес последнюю долгую осаду Тотилы; все последующие осады лангобардов не имели серьезного значения, или городу удавалось скоро освобождаться от них выкупом. В последний раз король появился со всеми бывшими в его распоряжении воинскими силами своего народа, решившись на последнюю отчаянную попытку овладеть городом и вместе с ним короной Италии. 1 января 756 г. римляне увидели приближавшегося врага, который шел тремя отрядами: лангобарды Тусции — по Триумфальной дороге, главное войско — по Саларской и беневентцы — по Латинской. Чтобы запереть город, Айстульф расположился у Саларских ворот, тосканцы — у Porta Portuensis и беневентцы — от Латерана до базилики Св. Павла.