Po 26 dniach obrad skłaniano się więc do rozwiązania kompromisowego, a był nim wybór kardynała Cerviniego. Jednak ten 29 grudnia 1549 roku zachorował (miał gorączkę) i opuścił konklawe udając się do domu. Wobec tego ostatecznie wybrano Giovanniego Ciocchi del Monte, który przybrał imię Juliusza III.
Elekcja i pontyfikat Nie minęło pięć lat, gdy Juliusz zmarł. Zwołano nowe konklawe, na którym przebieg obrad był podobny (trwało jednak znacznie krócej). Kandydaci reprezentowali albo politykę profrancuską, albo procesarską (reformatorzy Kościoła). Po czterech dniach zadecydowano o kompromisie i wyborze neutralnego Cerviniego. Po przedstawieniu nowemu papieżowi głosów okazało się, że oprócz niego samego wszyscy wskazali go na nowego następcę św. Piotra. Cervini głosował na Giampietro Carafę. Papież elekt postanowił zachować swoje imię (jest ostatnim papieżem, który tak zrobił).
W przeciwieństwie do wielu swoich poprzedników Marceli II nie obsadził swoimi krewnymi żadnego stanowiska kościelnego. Co więcej, zabronił dzieciom swojego przyrodniego brata wizytować go w formie oficjalnych audiencji papieskich.