Konklavet valgte, overraskende, Francesco della Rovere til å etterfølge pave Paul II som pave. Konklavet varte ikke lenger enn tre dager. Hans navnevalg, , var etter den gammelromerske martyr Sixtus II (pave 257-258), på hvis festdag konklavet var begynt. Dette pavenavn hadde ikke vært benyttet siden 400-tallet.