Em 18 de Dezembro de 1907, Della Chiesa ascendeu a arcebispo de Bolonha e em 25 de Maio de 1914 a cardeal.
Com a morte do Papa Pio X, os cardeais que tinham direito ao voto naquela época, reuniram-se na Capela Sistina e, em 3 de setembro de 1914 elegeram o cardeal Giacomo della Chiesa o novo Pontífice Romano. O novo Papa, naquele mesmo dia, concedeu a bênção Urbi et Orbi a todos os que ali estavam.
Promulgou o Codex Iuris Canonici (Código do Direito Canônico) em 1917. Em 5 de Maio de 1920, canonizou Joana d'Arc.