François I^er arrive au pouvoir en janvier 1515. Il revendique immédiatement le duché de Milan, qui lui revient de droit par son arrière-grand-mère, et engage alors une guerre contre le duc de Milan, Maximilien Sforza, soutenu par le pape et les Suisses. De son côté, il reçoit le soutien des Républiques de Gênes et de Venise.
À l’été 1515, l’armée de François I^er franchit les Alpes et atteint Marignan, près de Milan. Le 13 septembre, les soldats suisses sortis de Milan affrontent les troupes françaises et manquent de prendre son artillerie. La venue des alliés vénitiens permet à la France de vaincre : les 35 000 hommes et les 60 canons de bronze de François I^er battent l’armée suisse, pourtant réputée invincible.
La bataille marque les esprits : les combats ont duré du matin jusqu’à minuit, pendant deux jours ; 16 000 hommes sont morts. Cet affrontement constitue une révolution dans la tactique militaire, par l’utilisation de l’artillerie et de la cavalerie.
Cette victoire française permet à François I^er de se réinstaller en Italie. Plus tard, par le concordat de Bologne, il s’assure le soutien politique des papes italiens.