A pesar de que las tropas imperiales derrotaron estrepitosamente a las francesas en febrero de 1525 en Pavía, donde el propio rey Francisco resultó cautivo, en mayo de 1526 se constituyó la liga antiimperial de Cognac, con el fin de restaurar el balance de poder en Italia, en la que se incluyeron el papa Clemente VII, Venecia, Florencia, el duque de Milán y el rey francés. El duque de Milán tuvo que capitular en julio de 1526 ante las tropas imperiales. Pero ante a ausencia de dinero y equipamiento el ejército imperial se dirigió a Roma, y en mayo de 1527 saquearon la ciudad manteniendo al papa cautivo. Aprovechando la situación del papa, los florentinos expulsaron a los Médici y restauraron la república, pero un ejército francés entró en Italia en agosto hacia Lombardía, donde encontró el apoyo del duque de Milán y de Venecia, pero a pesar del éxito alcanzado, se retiró de Lombardía y se dirigió a Roma contando con el apoyo del marqués de Mantua, el de la nueva república de Florencia, así como del duque de Ferrara, quien recuperó los territorios de Módena y Reggio. Ante la proximidad de las tropas francesas el papa escapó de su cautiverio en diciembre de 1527 y el ejército imperial acantonado en Roma emprendió camino del sur. En agosto de 1528 capituló el ejército francés tras fracasar en el asedio francés de Nápoles, y la derrota en Landriano en junio de 1529 de otro ejército francés en campaña en Lombardía puso fin a las esperanzas de Francisco I. El tratado de Barcelona de 29 de junio de 1529 sacó al papa de la liga de Cognac. La paz con Francia llegó en agosto de 1529 en Cambrai en la que renunciaba a sus reclamaciones en Italia y abandonaba a sus aliados italianos.