Roma var del av Kirkestaten da Armellini ble født. Han gikk for å være en moderat politiker, og fulgte med stor interesse den tilsynes progressistiske politikk som ble ført av pave Pius IX i de første årene av hans pontifikat. Etter at Pellegrino Rossi ble myrdet og paven måtte dra i eksil ble Armellini innenriksminister den 23. desember 1848. Han organiserte konstitusjonsforsamlingen og ble, etter at Den romerske republikk ble utropt, i mars medlem av det ledende triumvirat. Han forfattet konstitusjonen i samarbeid med Antonio Saliceti.