V průběhu 16. stol. konvertovali dva kolínští arcibiskupové k protestantství. První z nich, Hermann von Wied na nátlak odstoupil z arcibiskupského stolce, ale Gebhard Truchsess von Waldburg, který v roce 1582 konvertoval ke kalvinismu, se pokusil o sekularizaci arcibiskupství. Uzavření sňatku v únoru následujícího roku a neochota vzdát se ovládaných území vyústily ve volbu konkurenčního arcibiskupa a kurfiřta – Arnošta Bavorského, bratra bavorského vévody z rodu Wittelsbachů. V následující kolínské válce papež financoval italské a španělské žoldnéře a katolické Bavorsko taktéž poskytlo armádu na Arnoštovu podporu, zatímco protestantské Nizozemí podporovalo Waldburga. Válka kurfiřtství hospodářsky zruinovala a řada měst a vesnic byla obležena a zničena. Obléhání pevnosti Godesberg od listopadu do prosince roku 1583 skončilo destrukcí hradu a pobitím většiny jeho obyvatel. Po několika dalších obléháních se von Waldburg vzdal svého nároku na biskupský stolec a uchýlil se společně se svojí ženou do Štrasburku. Arnošt se stal arcibiskupem, což byl první větší úspěch protireformace v Německu. Pod Arnoštovým vedením pak na znovuzavedení katolicismu dohlíželi jezuité. V letech 1583 až 1761 bylo arcibiskupství fakticky sekundogeniturou bavorské větve rodu Wittelsbachů. Vzhledem k tomu, že arcibiskup kolínský v tomto období ovládal i biskupství münsterské (a často také biskupství Liége), byl jedním z nejdůležitějších knížat v severozápadním Německu.