Собрав все войска, рассеянные по Германии, Тилли с 20 000 солдат соединился с австрийским генералом графом Шаумбургом во Франкфурте-на-Одере. Поручив Шаумбургу защиту этого города, Тилли поспешил в Померанию, чтобы отразить шведов от Деммина и Кольберга… однако же опоздал: эти города были уже взяты. Переменив план, Тилли отступил к Эльбе и осадил Магдебург. Густав Адольф двинулся к Франкфурту и овладел им после трехдневной битвы. Гарнизон был перерезан; спаслись немногие, и на три часа город был предан разграблению. Причиною подобной жестокости было мщение графу Тилли, точно так же поступившему с Нейбранденбургом. Успехи шведского оружия побудили саксонского фельдмаршала графа Арнгейма уговорить курфюрста Иоанна Георга, союзника Австрии, войти в союз со Швецией и с помощью Густава Адольфа расширить свои владения. По конвенции, заключенной в Лейпциге (6 февраля 1631 года), все протестантские государи составили новый союз против Австрии, предложив последней во избежание дальнейшего кровопролития отмену эдикта о монастырских имуществах, свободу богослужения евангелических церквей и сдачу всех крепостей и городов, занятых имперцами, их законным владетелям. Протестантам придавало отважности еще то обстоятельство, что 13 января того же года король шведский заключил договор с Франциею, которая обязалась уплачивать ему субсидию в 400 000 талеров с условием, чтобы король при завоевании католических городов не посягал на права духовенства и не вмешивался в дело вероисповедания. На этот договор даже католические государи Германии, твердо уверенные в честности Густава Адольфа, смотрели весьма сочувственно… Фердинанд II был вне себя от ярости. Ни войск, порядочно организованных, ни полководцев, ни денег — ничего этого у него не было; все свои надежды к спасению чести и могущества империи император возлагал на графа Тилли, занятого тогда осадою Магдебурга.
Жители этого богатого, прекрасного города в твердом уповании на помощь Густава Адольфа нимало не тревожились при вести о намерениях Тилли. Шведский генерал Дитрих Фалькенберг был прислан на помощь к Христиану Вильгельму, защитнику города, для совокупных действий во время осады, гарнизон был многочислен, снарядов было достаточно… Наконец в виду Магдебурга показался передовой отряд Поппенгейма; за ним не замедлил и граф Тилли. На грозное его требование сдать город администратор отвечал отказом, и осада началась (30 марта 1631 года). Предместья Зуденбург и Нейштадт были обращены в пепел, осадные работы имперцев продвигались успешно с ужасающей быстротой. Вследствие безуспешных вылазок гарнизон Магдебурга уменьшился до 2000 человек пехоты и нескольких сотен конницы; из граждан ополчались только бедняки, богатые за себя посылали слуг, снабжали защитников города припасами… Несмотря на это почти отчаянное положение, о сдаче не было и помину. Густава Адольфа ожидали с часу на час. Силы осаждавших между тем возрастали с каждым днем; их траншеи приблизились к городским стенам, громимым неумолкаемым пушечным огнем. Повреждения немедленно исправлялись; пожары, производимые бомбами, успешно тушились… Вскоре имперцы стали замечать, что в Магдебурге истощены запасы пороху. Тилли решил идти на приступ, и тем неотлагательнее, что Густав Адольф со своими войсками находился в трех днях пути от города. 9 мая в имперском лагере воцарилась зловещая тишина; пушки умолкли, и несчастные жители Магдебурга в полной уверенности в отступлении Тилли не принимали никаких мер к отражению угрожавшего им штурма. На военном совете, собранном Тилли, было решено напасть на город одновременно с четырех сторон по сигналу, поданному пушечным выстрелом в пять часов утра… В то самое время, когда Тилли произносил над городом смертный приговор, жители Магдебурга покоились глубоким сном, городские стены были пусты, и даже часовые спали, подобно апостолам в саду Гефсиманском в предсмертные минуты Спасителя…
Роковой выстрел грянул; и Паппенгейм, ударив на город со стороны Нейштадта, без труда овладел валом. Фалькенберг, заслышав перестрелку, поспешил из ратуши и прибыл на место битвы в ту самую минуту, когда ворота были сломаны и неприятель уже врывался в город. Рев набатных колоколов, пальба, стук оружия, вопли умирающих — все сливалось в страшную надгробную песнь, возглашавшую Магдебургу — еще живому, вечную память: и доныне сохраняется она, и еще долго сохранится в позднейшем потомстве! Комендант пал; за ним последовал единственный по нем защитник города — капитан Шмидт… Еще трое ворот рухнули под ударами осаждающих; Магдебург был взят — и кровавыми буквами занесла история это имя на свои скрижали.