Punktem kulminacyjnym jego pontyfikatu był wybuch rewolucji francuskiej w roku 1789. Pius potępił Konstytucję cywilną kleru z 12 lipca 1790, a także Deklarację Praw Człowieka i Obywatela z 26 sierpnia 1789. Konstytucja cywilna kleru zmuszała księży do składania posłuszeństwa Francji, pod groźbą banicji. W maju i kwietniu 1791 papież potępił ją jako schizmatycką, zabronił składać przysięgi, pod groźbą suspensy i uznał nowe święcenia biskupów za świętokradcze. Sytuacja doprowadziła do zredukowania liczby diecezji ze 134 do 83, zawłaszczenia majątku kościelnego we Francji i rozwiązania zakonów. W 1792 rozstrzelano 3 biskupów i 300 księży, 40 000 innych wygnano, a rok później konstytucyjny arcybiskup Paryża Jean-Baptiste Gobel zrzekł się funkcji kościelnych i przystąpił do rewolucjonistów. Po tym, jak stosunki dyplomatyczne pomiędzy Rzymem a Paryżem zostały zerwane, eksklawy kościelne w Awinionie i Venaissin zostały zajęte. Wspierał rozwój Museo Pio-Clementino z kolekcją posągów starożytnych, które m.in. od jego imienia bierze swoją nazwę.