Wybór na papieża Uznawany za liberalnego kardynała. Mówiono nawet, że w domu Mastai Ferretti nawet koty są liberałami. 16 czerwca 1846, na trwającym od 14 czerwca konklawe został wybrany na papieża. Jego wybór był podyktowany odrzuceniem kandydatury Luigiego Lambruschiniego. Tuż po elekcji, przybył na Kwirynał kardynał Karl Kajetan Gaisruck, chcący zgłosić ekskluzywę wobec Ferettiego, która z powodu spóźnienia okazała się nieskuteczna. Imię Pius przyjął przez pamięć i szacunek dla Piusa VII. Jego koronacja odbyła się 21 czerwca 1846 w bazylice św. Piotra.

Pontyfikat Sprawy wewnętrzne Pius zaczął przeprowadzać stopniowe reformy polityczne. Wydał zgodę na zbudowanie kolei żelaznej na terenie Państwa Kościelnego oraz na gazowe oświetlenie ulic. Nastąpiło znaczne złagodzenie cenzury. Amnestie dla więźniów oraz reformy, które zapoczątkował, zaprocentowały wzrostem jego popularności. Z czasem opinia o papieżu liberale uległa zmianie;