Totila tentò dapprima di conquistare Roma assaltando le mura e sopraffacendo ed estenuando la piccola guarnigione romana di 3.000 uomini, ma senza successo. Decise quindi di bloccare la città e di affamare i difensori, piuttosto che perdere altri suoi soldati. Totila capì che un blocco poteva richiedere mesi o anni, ma era in una posizione molto migliore rispetto all’ultimo tentativo di assedio e decise che era la migliore linea d’azione. Il comandante bizantino Diogene aveva precedentemente preparato negozi di cibo, aveva seminato campi di grano e preparato le mura della città in preparazione di un blocco duraturo.
Ai soldati romani, che soffrivano la fame e i maltrattamenti di Giustiniano, fu data una scelta da Totila: aprire le porte della città, arrendersi ed essere pagati una grossa somma, come la guarnigione aveva fatto durante il secondo assedio; o continuare a combattere per Giustiniano, che non aveva pagato gli uomini da anni, ed essere ucciso. Alcuni soldati decisero di schierarsi con Totila e gli aprirono il cancello. Gli uomini di Totila entrarono in città e distrussero l’ignara guarnigione romana. Hanno spazzato attraverso la città, uccidendo e saccheggiando tutti, ma le donne, che sono stati risparmiati per ordine di Totila. Aspettando che i nobili e il resto della guarnigione fuggissero non appena le mura furono prese, Totila mise trappole lungo le strade verso le città vicine che non erano ancora sotto il suo controllo. Molti romani furono catturati da un’imboscata mentre fuggivano da Roma. Solo pochi, tra cui Diogene, il comandante romano, sfuggirono alla presa di Roma da parte di Totila e alla sua imboscata lungo la strada.