Pierwszym papieżem wybranym w XX w. był Pius X. Konklawe, po śmierci jego poprzednika Leona XIII, rozpoczęło się w Rzymie 31 lipca 1903 r. z udziałem 63 kardynałów. „Faworytem” był 60-letni kard. Rampolla del Tindaro, sekretarz stanu za poprzedniego pontyfikatu. W pierwszym głosowaniu uzyskał sporą liczbę głosów, choć jeszcze niewystarczającą do wyboru. W trzecim dniu głosowania doszło do ingerencji czynników politycznych w wybór papieża, ostatniej na szczęście w nowożytnych dziejach Kościoła. Jedyny uczestniczący w konklawe Polak, biskup krakowski kard. Jan Puzyna w imieniu cesarza Franciszka Józefa odczytał weto do wyboru kard. Rampolli na papieża. Cesarz powoływał się przy tym na prastary przywilej cesarski w tej sprawie, ale jego intencje nie zostały publicznie ujawnione. Historycy sądzą, że uważano kardynała Rampollę za rusofila.
Słowa kard. Puzyny wywołały konsternację. Dziekan Kolegium Kardynalskiego kard. Luigi Oreglia di Santo Stefano odpowiedział, że konklawe w żaden sposób nie może przyjąć tego oświadczenia i że nie będzie ono brane pod uwagę przez kardynałów. Przeciwko zamachowi na swobodę wyboru papieża zaprotestowali też inni elektorzy. I choć w następnym głosowaniu kard. Rampolla otrzymał kolejny głos więcej, nie wystarczyło to do wyboru. W kolejnych głosowaniach elektorzy skupili się na kardynale Giuseppe Sarto, patriarsze Wenecji. Ostatecznie to on po zdobyciu 50 głosów 4 sierpnia 1903 r. został papieżem. Przybrał imię Piusa X, a za hasło jego pontyfikatu można uznać słowa „Instaurare omnia in Christo” (Odnowić wszystko w Chrystusie). Aby zapobiec sytuacji, która miała miejsce na konklawe, Pius X wydał konstytucję Commisium nobis, w której w sposób zdecydowany potępił i zakazał pod karą ekskomuniki stosowania przy wyborach papieża ekskluzywy państwowej.
Następcą Piusa X, który zmarł w 1914 r., został arcybiskup Bolonii kard. Giacomo della Chiesa, który przybrał imię Benedykt XV. Tym razem składające się z 57 kardynałów konklawe (nie było wśród nich Polaków) trwało cztery dni (1-4 września). Jako papabili byli wymieniani kardynałowie: Gaetano de Lai, prefekt Kongregacji ds. Biskupów, Pietro Mafii, arcybiskup Pizy, Domenico Ferrata, sekretarz Świętego Oficjum, Brasilio Pompilj, wikariusz generalny diecezji rzymskiej i Domenico Serafini, benedyktyn, były biskup Spoleto. Kard. Giacomo della Chiesa został wybrany podczas dziesiątego głosowania. Jego wybór był pewną niespodzianką, bo zasiadał on w Kolegium Kardynalskim zaledwie od czterech miesięcy i nie był znany kardynałom z innych krajów. Jego trwający osiem lat pontyfikat przebiegał w bardzo trudnych latach I wojny światowej, a papież zasłynął na całym świecie z organizowania pomocy tym, których wojna dotknęła. Benedykt XV zmarł 22 stycznia 1922 r., mówiąc do najbliższego otoczenia: „Chcemy życie nasze oddać Bogu za pokój świata”.
Konklawe po tym pontyfikacie rozpoczęło się 2 lutego 1922 r., uczestniczyło w nim 53 kardynałów, w tym dwóch Polaków – Prymas Polski Edmund Dalbor i metropolita warszawski Aleksander Kakowski. Podczas szóstego głosowania, 6 lutego, na papieża został wybrany arcybiskup Mediolanu Achille Ratti, znany nam jako Pius XI. Sakrę biskupią przyjął zaledwie 3 lata wcześniej w archikatedrze warszawskiej z rąk obecnego na konklawe kard. Aleksandra Kakowskiego. Był wizytatorem apostolskim, a następnie pierwszym nuncjuszem apostolskim w odrodzonej Polsce. W 1921 r. został kardynałem i arcybiskupem Mediolanu. O wyborze swojego imienia powiedział: „Urodziłem się za Piusa, za Piusa przybyłem do Rzymu, a Pius jest imieniem pokoju, dlatego chcę je nosić”. Jego koronacja odbyła się 12 lutego 1922 r. Za najważniejsze zadanie uznał przywrócenie pokoju i jedności między narodami, nawrócenie niekatolików i uregulowanie sytuacji katolików w Ziemi Świętej. Szczególną czcią otaczał Chrystusa Króla, ustanawiając w 1925 r. święto ku Jego czci. Zmarł 10 lutego 1939 r., pół roku przed wybuchem II wojny światowej.
Jego następca został wybrany 2 marca 1939 r., już w pierwszym dniu konklawe, które okazało się najkrótsze w XX w. Kardynała Eugenia Pacelliego wybrało 62 kardynałów podczas trzeciego głosowania; przybrał imię Pius XII. Był on sekretarzem stanu przy swoim poprzedniku. Kardynałowie byli zgodni, że w obliczu realnego zagrożenia wybuchu nowej wojny światowej potrzebny będzie papież, który ma duże doświadczenie dyplomatyczne. Szczególnie cieszyli się rzymianie, którzy przeszło dwa wieki czekali na papieża pochodzącego z ich miasta. Radosne „Habemus papam” po raz pierwszy słyszane było nie tylko na placu Św. Piotra, ale dzięki transmisji radiowej na całym świecie. W konklawe uczestniczył tylko jeden Polak – kard. August Hlond. Pontyfikat Piusa XII trwał 19 lat, objął lata II wojny światowej i tzw. zimnej wojny. Jego hasłem były słowa: „Opus iustitiae pax” (Pokój dziełem sprawiedliwości). Papież ten zmarł 9 października 1958 r.
W kolejnym konklawe, które zebrało się 25 października 1958 r., wzięło udział 51 kardynałów, wśród nich Stefan Wyszyński, Prymas Polski. Wybór patriarchy Wenecji kard. Angela Giuseppe Roncalliego, który dokonał się 28 października, był zaskoczeniem. W prasie spekulowano, że papieżem może zostać arcybiskup Mediolanu Giovanni Montini (który nie był jeszcze wtedy kardynałem i nie brał udziału w konklawe), Eug?ne Tisserant, dziekan Kolegium Kardynalskiego lub Grégoire-Pierre XV Agagianian, prefekt Kongregacji Rozkrzewiania Wiary. Wybrano patriarchę Wenecji Roncalliego, który miał długoletnie doświadczenie dyplomatyczne (był m.in. nuncjuszem papieskim we Francji).
Kard. Stefan Wyszyński był jedynym w historii Polakiem,
który uczestniczył w czterech konklawe
– przy wyborze Jana XXIII, Pawła VI, Jana Pawła I i Jana Pawła II
Prymas Stefan Wyszyński zapisał 28 października 1958 r.: „Godzina 16.00 – Głosowanie jedenaste: Habemus Pontificem! – Kardynał Roncalli, patriarcha Wenecji! – «Jan imię jego». Otrzymał on przepisaną większość głosów. Wybór przyjmuje, krótko uzasadniając, dlaczego. Wybiera sobie imię i wypowiada krótki program: «Parare Domino plebem perfectam». Odczytano protokół wyboru. Przy nowym papieżu gromadzą się wszyscy kardynałowie i składają życzenia. Sekretarz konklawe, mons. Di Jorio otrzymuje piuskę kardynalską papieża Jana. Jest to zwyczaj przyjęty, że sekretarz konklawe zostaje kardynałem. Papież przechodzi do Sali, w której przebiera się w białą sutannę. Przez ten czas kardynał diakon wychodzi, aby ogłosić światu: «Habemus Papam».
Po dłuższym oczekiwaniu Ojciec Święty wraca do Sekstyny, składa wyznanie wiary i przyjmuje hołd kardynałów. Wzruszająca jest chwila, gdy na wózku wwieziony jest chiński kardynał Tien. Wygląda na tym wozie, jak jego biedna powalona Ojczyzna (…) Tworzy się orszak, który zdąża na balkon elewacji frontowej Bazyliki Świętego Piotra. Wszyscy kardynałowie podążają za Papieżem. Plac jest przepełniony do niemożliwych granic. Kiedy ci ludzie zdążyli tu przyjść? Wrażenie niezwykłe. Kard. Spellman płacze. Stoimy obok, kardynałowie: Spellman, Feltin, Agagianian i ja – przedstawiciele różnych światów w ramionach wspólnej Matki Kościoła” – pisał Prymas Stefan Wyszyński (wg „Jan XXIII i jego dzieło”, Wyd. Sióstr Loretanek 1972).