Pave Pius XI døde 10. februar 1939 og konklavet ble satt 1. mars. Allerede dagen etter var Pacelli valgt til ny pave, ifølge historikere fikk han 61 av tilsammen 62 stemmer (uten hans egen) i tredje valgomgang, på hans 63. fødselsdag. Han skal ha blitt valgt allerede i andre valgomgang, med nøyaktig det kvalifiserte flertallet 2/3 av stemmene, men hadde da bedt om en ny valgomgang for å bekrefte flertallet. Den hvite røyken som viste at det var valgt en ny pave, viste seg kl 17.30.