Все это были страшные обвинения, и после того как присутствующие единодушно удостоверили клятвой их истинность, император одобрил предложение вызвать папу на синод, дабы тот получил возможность лично оправдаться. Было составлено ему письмо, в коем излагались основные пункты обвинения и давалось заверение в том, что ему не следует опасаться иного наказания, кроме предусмотренного каноническим правом. Вызов на синод был вручен папе, однако тот и не думал являться, в ответном письме пригрозив епископам отлучением. Не им созванный синод он отказался признавать.
Этот ответ был зачитан на втором заседании синода, проведенном 22 ноября 963 года, на котором к прежним участникам присоединились еще архиепископ Трирский Генрих и три итальянских епископа— Модены, Тортоны и Пьяченцы. Это были те три епископа, которые остались обеспечивать осаду крепости Сан-Лео, где укрылись Беренгар с Виллой и дочерями. Их прибытие могло означать, что крепость к тому времени уже капитулировала. Сочинили еще одно письмо папе, в котором указывалось, что он неподобающим, неканоническим образом отказался последовать вызову на синод, и еще раз было высказано требование лично явиться и опровергнуть, если сможет, выдвинутые против него обвинения. Если он сумеет оправдаться, то ему будет, как и прежде, оказываться должное послушание. Если же он не явится, то, не убоявшись его анафемы, самого его отлучат от церкви. Было поручено двум кардиналам передать письмо папе.
Когда посланники прибыли в Тиволи, где по последним сведениям должен был находиться папа, они его там не застали, поскольку он со своим поваром уехал на охоту. Так они ни с чем и вернулись на синод, собравшийся 4 декабря на свое третье заседание. На сей раз обвинителем выступил сам император, вменив папе в вину наиболее важные из доказанных преступлений: он объявил Иоанна XII вероломным предателем, вдохновившим и возглавившим внутреннюю войну, а также вступившим в союз с врагами Империи. Приговор синода гласил: сместить это чудовище с папского престола и избрать на его место более достойного.
Император утвердил принятое решение и поручил римлянам назвать кандидатуру нового папы. Синод единодушно избрал папой уже известного нам протоскринария Льва. Лев был хотя и мирянином, что могло оказаться препятствием для избрания, но человеком безупречной репутации. Оттон I познакомился с ним в лагере под Сан-Лео, куда тот прибыл в качестве посланника Иоанна XII. Желания синода и императора совпали, и последний сразу же одобрил этот выбор. Новоизбранного папу повели, как того требовал обычай, в торжественной процессии под пение хвалебных гимнов в Латеранский дворец. 6 декабря 963 года, в воскресенье, в церкви Св. Петра епископ Остии рукоположил Льва в сан священника, после чего тот в установленном порядке был рукоположен епископами Порто и Альбано в качестве папы Льва VIII. По завершении обряда новый папа принял от римлян присягу на верность. Тот факт, что Лев VIII до своего избрания не имел даже низшего духовного сана и в один день, вопреки каноническому праву, был проведен через все ступени духовной карьеры, возможно, давал врагам императора повод оспаривать законность свершившегося, однако новый папа был опытным в делах, к тому же известным и уважаемым в Риме человеком. Этого императору было достаточно.
В течение нескольких недель Рим был резиденцией Оттона I. На Рождество 963 года он предстал перед народом во всем великолепии своего императорского облачения, появившись вместе с супругой Адельгейд на богослужении в соборе Св. Петра. Многие церкви Рима получили тогда богатые подарки от императорской четы. Не забывал Оттон I и о приобретении реликвий: сам папа передал ему в церкви Св. Климента руку святой Фелицитаты; в благодарность за это император подтвердил папские владения, прибавив к ним еще Пентаполис (Пятиградье) и римскую часть Тосканы. Как раз в это время умер находившийся в Риме патриарх Аквилеи, и Оттон I сразу же воспользовался своей прерогативой главы имперской церкви, в состав которой теперь был включен и папа римский: он назначил на вакантное место своего человека и велел папе Льву VIII вручить ему знаки патриаршего достоинства.
В эти дни триумфального успеха императора одна добрая весть следовала за другой: еще до Рождества пришло сообщение о взятии Гарды, а вскоре затем капитулировала и крепость Сан-Лео. Беренгара вместе с супругой и дочерями отправили по распоряжению Оттона I в изгнание в Германию, где этот опасный враг и закончил свои дни, более не пытаясь противиться императору, тогда как три его сына продолжали борьбу. Казалось, наметились положительные перемены и в умонастроении Иоанна XII: узнав о своем смещении с папского престола, он будто бы из чувства раскаяния разорвал союз с Адальбертом, не отказавшимся от притязаний на Итальянское королевство и потому отправившимся за поддержкой к своим друзьям на Корсику.