Początkowo forsowano dwie kandydatury. Francuzi i Gorliwi głosowali na kardynała de Gregorio, natomiast większość Progresistów na kardynała Paccę, którego rząd francuski nie akceptował. Impas trwał przez kilka tygodni, aż do momentu, gdy inicjatywę przejął kardynał Giuseppe Albani, oficjalny przedstawiciel Austrii. Zaproponował on kardynała-biskupa Frascati Francesco Castiglioni, byłego współpracownika sekretarza stanu Piusa VII Ercole Consalviego. Castiglioni miał duże szanse na wybór już na poprzednim konklawe, wówczas jednak odrzuciła go frakcja Gorliwych. Tym razem Albaniemu udało się przełamać wszelkie opory wobec tej kandydatury, w czym zapewne pomógł fakt, że niespełna 68-letni Castiglioni był słabego zdrowia i spodziewano się, że będzie panował krótko.

Wybór Piusa VIII 31 marca, po pięciu tygodniach obrad, kardynał Castiglioni uzyskał 47 głosów i zaakceptował wybór, przyjmując imię Pius VIII, na cześć Piusa VII, który mianował go kardynałem. 5 kwietnia został uroczyście koronowany przez protodiakona Giuseppe Albaniego, swojego głównego promotora na konklawe.