В 1527 году Климент VII и Карл V заключили перемирие, и армия короля Испании и императора оказалась не у дел. У Карла не было денег, чтобы платить войскам, которые в основном состояли из немецких наемников, и в итоге они пошли на Рим. При этом внимание папы римского было занято событиями во Флоренции, а защитники города были немногочисленны. Рим был разграблен, городу был нанесен тяжелый урон. Современники сравнивали «разграбление Рима» 1527 года с его падением под натиском готов в 410 году. Затем французы опять вторглись в Италию, но вновь провалились. После неудачной осады Неаполя Франциск был вынужден подписать в 1529 году Камбрейский мир, или Дамский мир, названный так в честь Луизы Савойской и Маргариты Австрийской. Франциск отказался от своих итальянских претензий. Венеция, получившая контроль над рядом портов в Апулии в 1495–1509 и 1528–1529 годах, отказалась от них в пользу Неаполя, а Равенна и Римини отошли во владение папе Клименту VII.
Победа Карла V в битве при Павии, после которой был заключен Камбрейский мир, принципиально изменила отношение к нему в Италии. Король Испании и император Священной Римской империи перестал восприниматься только как один из иноземных правителей, наряду, например, с королем Франции, и превратился в сознании итальянцев в господствующую силу, от которой можно ждать поддержки. В частности, Неаполь в лице Карла получил наконец стабильного правителя.
Свою силу Карл наглядно продемонстрировал, с успехом осадив Флоренцию в 1530 году, после чего восстановил там власть Медичи. Они должны были сыграть ключевую роль в превращении Флоренции из республиканского центра в герцогство, а затем в Великое герцогство Тосканское. Этот шаг стал своего рода актом преемственности, поскольку власть продолжали держать в руках те же влиятельные семейства. При этом был задействован весь инструментарий абсолютизма от принуждения до консенсуса. Последнего удалось достигнуть, когда власть земная была одобрена властью церковной: именно так воспринимался герцог Козимо I Медичи (пр. 1537–1574). Попытка восстановить республику в 1537 году после убийства герцога Алессандро де Медичи потерпела неудачу. Ответственный за это убийство кузен герцога Лоренцино де Медичи сам был убит по приказу Карла V в 1548 году. Как часто случалось, внутренняя политика была связана с политикой международной, а подрывная деятельность стала стандартным средством отстаивания интересов.
Война возобновилась после смерти Франческо Сфорца в 1535 году, который не оставил в Милане прямых преемников. В 1536 году Франциск вторгся в Италию, однако неспособность обеих сторон обеспечить преимущество вскоре привела к перемирию. В 1540 году Карл отдал герцогство Миланское своему сыну Филиппу (который позднее станет Филиппом II Испанским). Этим жестом он передал Испании часть имперских претензий на земли в Италии. В 1544 году французы снова вторглись в Северную Италию, но решающее сражение того периода произошло к северу от Альп. Продолжались военные столкновения и в 1550-х годах.
В войнах столкновения происходили не только между могущественными державами. Так, в 1550-х годах Испания сражалась с папой Павлом IV (1555–1559), а также поддерживала Флоренцию, когда та решила захватить Сиену. Именно так разногласия внутри Италии соотносились с разногласиями между крупными державами. В 1552 году жители Сиены восстали против испанского контроля и при содействии Франции отбили крепость у испанцев. Флоренция, которой с конца 1420-х правили Медичи, была союзником Габсбургов. Франция же, заручившись поддержкой турецкого флота, в 1553–1554 годах заняла Корсику, которую тогда контролировала Генуя, союзник Испании.
Карл V разделил все владения между своим братом Фердинандом I, ставшим императором Священной Римской империи, и сыном Филиппом, получившим остальное: Испанию, итальянские территории (прежде всего Милан), Нидерланды и испанские территории в Новом Свете. Таким образом, Милан был навсегда оторван от Священной Римской империи. В свою очередь, в 1559 году был подписан Като-Камбрезийский мир, в соответствии с которым Генрих II Французский (сын Франциска I) оставлял за Филиппом Милан, Неаполь, Сицилию и Сардинию. Савойя и Пьемонт, захваченные Францией в 1536 году, были возвращены герцогу Эммануилу Филиберту (пр. 1553–1580), племяннику Карла V, одаренному полководцу и преданному слуге императора. Возвращение герцогства Эммануилу Филиберту восстанавливало его в статусе родственника Карла V, а Савойя и Пьемонт превращались в государство-сателлит. Сиене пришлось признать контроль Флоренции. В 1569 году с позволения папы Пия V Козимо Медичи получил титул Великого герцога Тосканы, что позже было одобрено и императором. Таким образом, победа в итальянских войнах осталась за Габсбургами, и, несмотря на ряд военных конфликтов в первые три десятилетия XVII века, вплоть до 1640-х годов расклад сил оставался неизменным.