Il conclave del 1878 venne convocato a seguito della morte del papa Pio IX, avvenuta a Roma il 7 febbraio dello stesso anno. Si svolse nella Cappella Sistina dal 19 al 20 febbraio, e, dopo tre scrutini, venne eletto papa il cardinale camerlengo Vincenzo Gioacchino Pecci, che assunse il nome di Leone XIII. L'elezione venne annunciata dal cardinale protodiaconoProspero Caterini.
I cardinali si trovarono a dover sciogliere parecchi problemi. Primo di tutti il dubbio se eleggere un papa che continuasse la linea di chiusura adottata da Pio IX, il quale rifiutò di riconoscere il neonato Regno d'Italia e non accettò la legge delle guarentigie, oppure se scegliere un papa più liberale affinché potesse lavorare in favore della riconciliazione nazionale. Fra le altre questioni si segnalano anche lo stato del Concilio Vaticano I, interrotto dopo la presa di Roma, e le divisioni interne della Chiesa a seguito della proclamazione del dogma dell'infallibilità papale.
Alcuni cardinali, come l'arcivescovo di Westminster Henry Edward Manning, proposero di svolgere il conclave fuori da Roma, forse anche fuori dall'Italia, considerata non più cattolica dopo la caduta dello Stato Pontificio. Alla fine, però, il conclave - grazie al negoziato condotto da Pasquale Stanislao Mancini col cardinal Pecci - venne convocato nella Cappella Sistina in Vaticano il 18 febbraio 1878. Nessuna potenza europea si avvalse dello ius exclusivae.
L'11 febbraio il Conte Andrassy informò il rappresentante austriaco in Vaticano, Graf Paar, che l'imperatore non era favorevole alla candidatura del cardinal Ledochowski e del cardinal Joannes-Baptist Franzelin. Nella sera del 15 avvenne un incontro privato nelle stanze del cardinal Bartolini che includeva i cardinali Manning, Franchi, Bilio, Monaco e Nina. Il nome del cardinale Pecci venne proposto come candidato dal cardinale Bartolini e fu unanimemente accettato dai presenti come prima scelta. Convennero altresì che il prossimo papa avrebbe dovuto essere italiano. Manning accettò di convincere i porporati stranieri a puntare su Pecci, coadiuvato dal cardinale Howard.[1]
Dopo la cerimonia di rito presieduta dal cardinale camerlengo, Vincenzo Gioacchino Pecci, le porte della Cappella Sistina si chiusero nella serata del 18 febbraio, tuttavia il primo scrutinio si tenne verso mezzogiorno del giorno successivo: Pecci ricevette 19 voti seguito a distanza da Bilio con 6. Nel secondo scrutinio Pecci superò la maggioranza dei suffragi con 38 voti ma non i 2/3 necessari per l'elezione. Poco dopo la conclusione della seconda votazione giunse il patriarca di Lisbona, cardinale Inácio do Nascimento Morais Cardoso che fu immediatamente ammesso al conclave. Durante l'intervallo gli oppositori di Pecci si accordarono per supportare il cardinale Franchi, ma nel terzo scrutinio, nella mattinata del 20 febbraio, Pecci ricevette 44 voti e risultò canonicamente eletto.[2]
Il cardinal Pecci annunciò di voler assumere il nome di Leone in ricordo di papa Leone XII che lo aveva aiutato nei primi anni della sua carriera ecclesiastica e che aveva sempre ammirato per l'interesse dimostrato agli studi, per l'atteggiamento conciliante nei rapporti con i governi e per il suo desiderio di riavvicinamento con i cristiani separati.